[發明專利]應用于水介質中的沉孔式微穿孔板、及微穿孔吸聲結構、及其吸聲系數計算方法

有效

• 申請號: 202011241521.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112530394B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 朱海潮;侯九霄;趙應龍;袁蘇偉;廖金龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種應用于水介質中的沉孔式微穿孔板、及微穿孔吸聲結構、及其吸聲系數計算方法。本發明沉孔式微穿孔板包括板體，所述板體上開有多個貫通的穿孔單元，所述穿孔單元包括至少位于一側板體上的沉孔、以及與沉孔底部連通的微穿孔。本發明微穿孔吸聲結構包括沉孔式微穿孔板和背板，所述微穿孔板與背板之間設有由側板圍成的空腔結構。本發明沉孔式微穿孔板結構簡單、易于加工、剛性好、吸聲頻率范圍靈活可調、適應性好。本發明應用于水介質中的微穿孔吸聲結構特別適用于水介質中的吸聲處理。本發明吸聲系數計算方法考慮了結構與水介質之間的結構?聲耦合作用，能夠滿足在水介質中對微穿孔吸聲結構吸聲系數計算需求，計算結果更加準確可靠。

技術領域

本發明涉及水介質吸聲領域，具體的說是一種應用于水介質中的沉孔式微穿孔板、及微穿孔吸聲結構、及微穿孔吸聲結構的吸聲系數計算方法。

背景技術

微穿孔吸聲結構常用于空氣介質中噪聲控制領域，微穿孔板主要是在薄板上開出多個微穿孔，與背腔形成吸聲結構，利用空氣介質在微穿孔中的粘滯損耗作用達到吸聲效果。通常微穿孔直徑在絲米級，微穿孔板為非金屬材質或金屬材質，受微穿孔加工工藝限制，現有的微穿孔孔深有限，僅適用于板厚在1mm以下的薄板。微穿孔吸聲結構的研究和應用主要集中在空氣介質中，其在水介質中的應用潛力有待發掘。與空氣介質不同，水的特性聲阻抗與常用工程結構材料(金屬材料和塑料等)的聲阻抗相差不大，尤其在微穿孔板較薄的情況下，微穿孔板和水介質的結構-聲耦合作用更為明顯，導致傳統的微穿孔吸聲結構因阻抗不足難以實現吸聲效果，同時，由于水介質中聲波波長較長，傳統剛性背腔微穿孔吸聲結構的吸聲頻率較高，因此適用于空氣中的吸聲結構不適用于水介質中。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種用于水介質中的結構極為簡單、剛性好、特別適用于水介質中吸聲、靈活可調、適應性好的沉孔式微穿孔板。

本發明還提供一種水介質中吸聲效果優異的使用上述沉孔式微穿孔板的微穿孔吸聲結構。

本發明還提供一種用于在就用于水介質中的微穿孔吸聲結構的吸聲系數計算方法。

本發明應用于水介質中的沉孔式微穿孔板包括板體，所述板體上開有多個貫通的穿孔單元，所述穿孔單元包括至少位于一側板體上的沉孔、以及與沉孔底部連通的微穿孔。

所述穿孔單元包括位于板體兩側對應的上沉孔和下沉孔，以及兩端分別與上、下沉孔底部連通的微穿孔。

所述沉孔的孔徑不小于1mm，所述微穿孔孔徑為0.02-0.4mm。

所述沉孔的孔深為5-20mm。

所述板體為不銹鋼或白銅材料。

同一板體上的所述微穿孔的孔徑相同或不同，孔深相同或不同。

同一板體上的所述微穿孔孔徑具有兩種或兩種以上不同尺寸。

同一板體上的所述微穿孔孔深具有兩種或兩種以上不同尺寸。

一種微穿孔吸聲結構，包括微穿孔板和背板，所述微穿孔板與背板之間設有由側板圍成的空腔結構，所述微穿孔板為所述的沉孔式微穿孔板。

所述背板厚度0.2-10mm，材質為不銹鋼或白銅材料。

一種水介質中微穿孔吸聲結構的吸聲系數計算方法，利用聲電類比法建立微穿孔板吸聲結構的等效電路，所述等效電路為：微穿孔板與彈性背腔串聯形成回路；微穿孔板的等效阻抗可以等效為微穿孔板結構阻抗和微穿孔聲阻抗的并聯，而彈性背腔的等效阻抗可以等效為背板結構阻抗和空腔結構的聲阻抗的并聯，

其中，微穿孔板的等效阻抗為：

Z_Maa為微穿孔板的阻抗率：