梯度多孔玻璃丝吸声性能的数值研究

张秀海 [1], 王琼 [1], 屈治国 [1],
[1] 西安交通大学,西安,陕西,中国
发布日期 2015

引言 多孔材料能够吸收大量声能且只反射少量声波,因此具有良好的吸声性能而被广泛地用于噪声的控制。梯度多孔材料吸声性能的实验研究已经有所开展,但相应的数值研究却很鲜见。

COMSOL Multiphysics® 的使用 本文分别用3层和6层孔隙度呈等差数列的多孔玻璃丝组合成梯度多孔玻璃丝(图1为由3层不同孔隙度的多孔玻璃丝组成的梯度多孔玻璃丝,空气区域为宽W、高H的矩形,余下区域为多孔玻璃丝区域),并根据 DBM 模型采用 COMSOL Multiphysics® 模拟组合成的梯度多孔玻璃丝的吸声性能。

结果 由图2,梯度多孔玻璃丝(3层)与相同厚度、相同孔隙度普通多孔玻璃丝比较,前者在声音处于低频段情况吸声效果有明显的改善。梯度多孔玻璃丝(3层)和梯度多孔玻璃丝(6层)的吸声系数如图3所示,在 100Hz-400Hz 的低频段,两者吸声系数有较大的误差。

结论 本文采用 DBM 模型研究了梯度多孔玻璃丝的吸声性能,得到的结论如下:(1)梯度多孔玻璃丝与相同厚度、相同孔隙度普通多孔玻璃丝比较,前者可改善材料在声音处于低频段情况的吸声效果;(2)组合成梯度多孔玻璃丝的材料层数对其吸声系数有一定影响,本文中,该影响集中在 100Hz-400Hz 的低频段。

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