[發明專利]基于泡沫超構表面的水下三明治隔聲結構

有效

• 申請號: 202110246632.6
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113002695B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 周杰;隋丹;肖和業;袁天月;潘寶瑞;宋翔;孫文豪
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B63B3/68
• 分類號: B63B3/68;B63G8/34
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種基于泡沫超構表面的水下三明治隔聲結構，水下三明治隔聲結構包括：聲源側表面隔聲層、聲源側減振層、隔聲側表面隔聲層、隔聲側減振層和泡沫超構表面層；泡沫超構表面層包括多個泡沫塊單元；各個泡沫塊單元按設定規則周期排列；對于泡沫塊單元包括的n個泡沫塊模塊，設計各個泡沫塊模塊的插板設置高度、插板的長度以及是否安裝插板，進而調節各個泡沫塊模塊的表面相位，實現對聲波相位0～π范圍的調控。本發明提供一種基于泡沫超構表面的水下三明治隔聲結構，兼顧隔聲結構重量、厚度和隔聲效果，在保證結構強度的前提下，用較小質量、較薄厚度和更低的制造成本實現了優良的寬頻帶隔聲效果和減振作用。

技術領域

本發明屬于隔聲降噪技術領域，具體涉及一種基于泡沫超構表面的水下三明治隔聲結構。

背景技術

輻射噪聲是衡量艦艇和魚雷等水下航行器戰斗力及生存能力的主要性能之一，同時也對漁船、客船等作業運營和海洋環境帶來嚴重危害。以船舶和潛艇為例，動力機械噪聲和螺旋槳是其水下噪聲的主要來源。船舶噪聲事關航行安全，也對船員和旅客健康和舒適帶來嚴重影響；潛艇噪聲則會直接導致己方目標暴露，還會干擾聲納的正常探測。因此，控制水下輻射噪聲對各類水下航行器都有著重要的意義。

目前水下航行器噪聲存在著聲源多、功率大和頻譜寬等特點，在艦艇艙室圍壁和外壁設置隔聲結構，即對噪聲傳播途徑進行控制，是常用的隔聲手段。要求隔聲結構具有較大的結構強度，適用于水下隔聲，且具有良好的寬頻帶隔聲作用。

傳統圍壁結構使用單層鋼板加筋，并在其表面敷設吸聲材料和阻尼材料，這種方式時間成本高，防火和重量特性差，結構厚度寬，隔聲頻帶窄，且隔聲性能隨水壓增大而變差。為此，如何在降低結構重量，厚度和復雜度的同時提高隔聲效果，對于水下航行器的輻射噪聲控制具有重要的應用價值。

發明內容

為了克服現有水下航行器隔聲結構的技術問題和不足，本發明提供一種基于泡沫超構表面的水下三明治隔聲結構，兼顧隔聲結構重量、厚度和隔聲效果，在保證結構強度的前提下，用較小質量、較薄厚度和更低的制造成本實現了優良的寬頻帶隔聲效果和減振作用。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種基于泡沫超構表面的水下三明治隔聲結構，包括：聲源側表面隔聲層(1)、聲源側減振層(2)、隔聲側表面隔聲層(3)、隔聲側減振層(4)和泡沫超構表面層(5)；

所述聲源側表面隔聲層(1)和所述隔聲側表面隔聲層(3)相對設置；在所述聲源側表面隔聲層(1)的內側設置所述聲源側減振層(2)；在所述隔聲側表面隔聲層(3)的內側設置所述隔聲側減振層(4)；所述泡沫超構表面層(5)夾于所述聲源側減振層(2)和所述隔聲側減振層(4)之間；

所述泡沫超構表面層(5)包括多個泡沫塊單元；各個所述泡沫塊單元按設定規則周期排列；

其中，每個所述泡沫塊單元包括n個橫向或縱向排列的泡沫塊模塊；每個所述泡沫塊模塊包括泡沫塊本體(5.1)、支撐框架和插板(5.5)；所述插板(5.5)與所述支撐框架的設定高度一體成型；所述泡沫塊本體(5.1)設置于所述支撐框架的內部，并使所述插板(5.5)插入到所述泡沫塊本體(5.1)對位高度位置開設的槽內；

對于所述泡沫塊單元包括的n個泡沫塊模塊，設計各個泡沫塊模塊的插板(5.5)設置高度、插板(5.5)的長度以及是否安裝插板(5.5)，進而調節各個泡沫塊模塊的表面相位，實現對聲波相位0～π范圍的調控。

優選的，所述支撐框架包括左側隔板(5.2)、右側隔板(5.3)和基底(5.4)；所述基底(5.4)的左側與所述左側隔板(5.2)一體成型；所述基底(5.4)的右側與所述右側隔板(5.3)一體成型；所述插板(5.5)水平設置于所述基底(5.4)的上方，并位于所述左側隔板(5.2)和所述右側隔板(5.3)之間；所述插板(5.5)的一側與所述右側隔板(5.3)在設定高度一體成型。