微穿孔板吸声体的优化设计与仿真研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又微穿孑L板吸声体的优化设计与仿真研究作者姓名：学科专业．0导师姓名：完成时间：孙文娟检测技术与自动化装置孔德义研究员，尤晖研究员二O一二年五月二日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeResearchonOptimizedDesignandSimulationofMicro--perforatedPanelAbsorberAuthor’SName：WenjuanSunSpeciality：DetectionTechnolog

2、yandAutomaticEquipmentSupervisor：Prof．DeyiKong，Prof．HuiYou1_、·’1．or1n1Snedtime：May2加，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：一瓤釜嫣签字日期：筮尴≤，Z中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学

3、技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。龆公开口保密(——年)作者签名：盈，童驾签字日期：Ⅻf2．五!)导师签名：豸进塞导师签名：厶型仁丛壁签字日期：2翌f兰：堡：2，摘要微穿孔板吸声体是由穿孔直径在1毫米以下的薄板和板后空腔组成的共振吸声结构。与传统的吸声材料及普通穿孔板吸声体相比，微穿孔板吸

4、声体清洁、可收回重复利用、不燃、坚固、重量轻，由于不需另加纤维等多孔性吸声材料即可获得良好的吸声性能，且制造不受材料限制，不污染环境，已成功应用在建筑物内部、消声器、轮船等众多领域，被誉为新一代最吸引人的吸声材料。微穿孔板吸声体的吸声性能主要取决于自身的结构参数，合理的参数组合会获得很好的吸声效果，然而通过穷举搜索较优的参数组合是不切实际的，更好的方法是采用优化算法。经典的微穿孔板吸声体理论模型假设穿孔的板是刚性的，忽略了板自身材料性能对微穿孔板吸声体吸声特性的影响，但是当这种影响不可忽略时，该模型的精确度降低。本文重点围绕微穿孑L板吸声体结构参数的

5、优化设计与计算机仿真方面展开相关的研究。主要的研究内容包括以下几个方面：1．微穿孔板吸声体的吸声性能由多个结构参数共同决定，本文采用MATLAB通过数值仿真对其吸声特性进行研究，得到不同参数对吸声性能的影响规律。并设计了基于LABVIEW和MATLAB的微穿孔板吸声体声学仿真计算平台，提供两种设计方式，通过LABVIEW调用MATLABScript节点可以方便、直观的根据具体工程应用背景要求设计所需要的微穿孔板吸声体结构。2．采用自适应小生境遗传算法，分别对单层和双层微穿孔板吸声体的结构参数进行优化设计，搜索得到最优的参数组合，使其在给定的频带范围平

6、均吸声系数最高，达到宽频带高吸收的最佳效果。3．采用上述优化算法并考虑到加工条件的限制优化微穿孔板的结构参数组合，选用不同的材料加工微穿孔板膜片。在驻波管中测试其法向吸声系数与经典理论计算对比后发现，材料对吸声性能的影响不可忽略。4．在计及板材料性能影响的微穿孔板等价多孔材料模型的理论基础上，采用VAONE软件的foam模块建立微穿孔板等价模型来模拟其在扩散场中的吸声特性，与经典模型相比更接近实验测试值，且对双层和三层微穿孔板吸声体也进行了建模分析，仿真结果表明该模型对复杂多层微穿孔板同样有效。而且该方法计算简单，速度快，高效省时，具有较高的工程意义

7、和应用价值。关键词：微穿孔板自适应小生境遗传算法优化设计驻波管混响室VAONE多孔材料IIAbstractMicro-perforatedpanelabsorberisaresonantsoundabsorbingstructurewhichiscomposedofaperforatedpanelwithlessthan1mmindiameterandtherearcavityofthepanel．Itisrecoverable，re．use，non．combustible，sturdyandlightweightcomparedwiththetra

8、ditionalporoussound-absorbingmaterialandordinaryDerfor