[發(fā)明專利]一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010974594.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112185327A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳九匯;劉紅星
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G10K11/16
• 分類號: G10K11/16;G10K11/172
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開的一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)，屬于低頻減振降噪技術(shù)領(lǐng)域。微縫低頻吸聲單元包括剛性殼體和設(shè)置在剛性殼體上的吸聲面板，吸聲面板和剛性殼體合圍形成剛性背腔，吸聲面板的一側(cè)設(shè)有階梯型微縫，階梯型微縫與剛性背腔連通，階梯型微縫的上端開口尺寸大于下端開口。嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)中若干微縫低頻吸聲單元在高度方向上連續(xù)疊加嵌套形成多層并聯(lián)結(jié)構(gòu)，所有階梯型微縫的上端開口共面設(shè)置在頂板上；每個(gè)微縫低頻吸聲單元對應(yīng)目標(biāo)吸聲頻段的一個(gè)吸聲峰值，嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)在低頻范圍內(nèi)形成連續(xù)的多峰值吸聲寬帶。能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶低頻噪聲的高效吸收，且結(jié)構(gòu)緊湊，吸聲頻段調(diào)整靈活，具有良好且廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低頻減振降噪技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的吸聲手段主要包括采用多孔吸聲材料、穿孔板及赫姆赫茲共振腔結(jié)構(gòu)等類型。然而，多孔吸聲材料要求材料厚度達(dá)到波長的四分之一才能具有良好的吸聲效果，對于低頻噪聲，對應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸較大，實(shí)際應(yīng)用比較困難。穿孔板能實(shí)現(xiàn)中高頻的寬帶吸聲，但其低頻吸聲效果仍不盡人意。利用赫姆赫茲共振結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)較好的低頻吸聲效果，但其尺寸仍然相對較大，且對應(yīng)的吸聲頻帶很窄，實(shí)際應(yīng)用存在一定的局限性。因此，設(shè)計(jì)一種亞波長吸聲結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)低頻寬帶吸聲具有重要的意義。

近年來，隨著聲學(xué)超材料的迅速發(fā)展，為解決低頻噪聲問題提供了新的思路和方法。它能利用深度亞波長結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)低頻吸聲，其中，包含微縫結(jié)構(gòu)的超材料也得到了人們的關(guān)注。然而，目前已有含微縫超材料多采用類傳統(tǒng)的微縫吸聲體結(jié)構(gòu)，在特定較窄低頻范圍內(nèi)具有一定吸聲的效果，但低頻吸聲效果仍需進(jìn)一步提高。同時(shí)，對于寬帶吸聲，目前主要是利用多個(gè)吸聲單元并聯(lián)耦合而產(chǎn)生對應(yīng)多個(gè)連續(xù)峰值來實(shí)現(xiàn)。然而，常規(guī)的多吸聲單元并聯(lián)必然導(dǎo)致吸聲面板尺寸成倍增加，使結(jié)構(gòu)平均阻抗快速變化，限制結(jié)構(gòu)的寬帶吸聲效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微縫低頻吸聲單元及具有其的嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶低頻噪聲的高效吸收，且結(jié)構(gòu)緊湊，吸聲頻段調(diào)整靈活，具有良好且廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明公開了一種微縫低頻吸聲單元，包括剛性殼體和設(shè)置在剛性殼體上的吸聲面板，吸聲面板和剛性殼體合圍形成剛性背腔，吸聲面板的一側(cè)設(shè)有階梯型微縫，階梯型微縫與剛性背腔連通，階梯型微縫的上端開口尺寸大于下端開口。

優(yōu)選地，階梯型微縫的階梯數(shù)為1～5。

優(yōu)選地，每階階梯的寬度相等，階梯型微縫的寬度為0.3～3mm。

優(yōu)選地，剛性殼體的高度大于2mm。

本發(fā)明公開的一種嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)，包括若干權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的微縫低頻吸聲單元，若干微縫低頻吸聲單元在高度方向上連續(xù)疊加嵌套形成多層并聯(lián)結(jié)構(gòu)，所有微縫低頻吸聲單元的階梯型微縫的上端開口共面設(shè)置在嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)的頂板上；每個(gè)微縫低頻吸聲單元對應(yīng)目標(biāo)吸聲頻段的一個(gè)吸聲峰值，嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)在低頻范圍內(nèi)形成連續(xù)的多峰值吸聲寬帶。

優(yōu)選地，每層微縫低頻吸聲單元的數(shù)量為1～4。

優(yōu)選地，每層微縫低頻吸聲單元的階梯型微縫的深度與其上方相鄰微縫低頻吸聲單元的高度相等。

優(yōu)選地，剛性背腔的截面積由上至下逐層增大，每層增大的截面積數(shù)值為該層單元所對應(yīng)的頂板處微縫截面積。

優(yōu)選地，所有微縫低頻吸聲單元的階梯型微縫在頂板上的各個(gè)方向上分散設(shè)置。

優(yōu)選地，若干微縫低頻吸聲單元按吸聲峰值頻率值由上到下依次設(shè)置，吸聲峰值頻率最高的微縫低頻吸聲單元設(shè)在嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)的頂層，吸聲峰值頻率最低的微縫低頻吸聲單元設(shè)在嵌套式寬帶吸聲結(jié)構(gòu)的底層。