林远鹏:基于声学超材料的声吸收和声隔离的研究论文

林远鹏:基于声学超材料的声吸收和声隔离的研究论文

本文主要研究内容

作者林远鹏(2019)在《基于声学超材料的声吸收和声隔离的研究》一文中研究指出:对声能量的吸收与隔离作为声学研究的重要问题始终备受关注,并在环境噪声控制、建筑声学、电子设备通风降噪等场合具有重要意义。传统方法包括依靠多孔材料吸声或利用质量定律隔声的无源方法及利用次级声源进行主动降噪的有源方法,存在部分由其机制本身所导致的固有缺陷。声学超材料一般是指声学中具有亚波长尺寸的人工材料,它拥有自然材料所不具备的特殊声学性质,通过对这些奇特声学特性的利用,可以实现对声波传播过程的人工干预和自由调控。所以近年来愈来愈多的研究人员聚焦于此,希望能借助声学超材料新颖的声学特性来设计与制备出特定方面性能优于传统声学器件的新型声人工结构。本文研究了现阶段常见的声吸收和声隔离的方法,提出了利用遗传算法优化几何参数的高效吸声结构和基于Fano共振机理的通风隔声屏障的设计理论,实现了超薄宽带的吸声隔声结构。本文内容主要分为以下几个部分:第一章绪论主要简单介绍了超材料的发展以及近年来吸声及隔声研究进展。第二章声学超材料的相关理论中主要介绍了声学波动方程、等效媒质理论和空间折叠结构基本理论。第三章提出了一种利用遗传算法优化几何参数具有宽带高效吸收声能效果的吸声结构设计。该设计由多个迷宫式的折叠共振元素并联组合而成,在共振时由于空气粘滞的影响会形成显著的声能量损耗,从而达到高效吸声的效果。推导了出用于快速精准地预测其吸声系数的近似公式,基于此,利用遗传算法来整体设计吸声结构的相关几何参数,使得该吸声结构在一定厚度内获得最大的吸声能量。本文设计的吸声结构具有小于1/25工作波长的超薄厚度、宽带和广角吸声功能等优点,并且制作材料的选择具有极大的灵活性(只需满足声阻抗远大于空气即可)。第四章利用声场连续态和离散态之间的耦合来实现声学Fano共振,提出了利用空间折叠结构和中空管道来构造超薄宽频宽角度通风隔声屏障的设计。由于中空管道对空间连续性没有影响,本章提出的隔声屏障在阻隔声波传播的同时允许背景流体自由通过,实现了通风透光等功能。相比较于传统的基于质量定律的声屏障,本章设计的结构对制作材料没有严格要求(仅需要材料拥有较大的声阻抗),且结构厚度远小于波长;相比较于薄膜型超材料,本章设计的结构具有更大的力学强度,拥有较好的环境耐受性。第五章总结了本文的主要结论,给出了对未来的展望。

Abstract

dui sheng neng liang de xi shou yu ge li zuo wei sheng xue yan jiu de chong yao wen ti shi zhong bei shou guan zhu ,bing zai huan jing zao sheng kong zhi 、jian zhu sheng xue 、dian zi she bei tong feng jiang zao deng chang ge ju you chong yao yi yi 。chuan tong fang fa bao gua yi kao duo kong cai liao xi sheng huo li yong zhi liang ding lv ge sheng de mo yuan fang fa ji li yong ci ji sheng yuan jin hang zhu dong jiang zao de you yuan fang fa ,cun zai bu fen you ji ji zhi ben shen suo dao zhi de gu you que xian 。sheng xue chao cai liao yi ban shi zhi sheng xue zhong ju you ya bo chang che cun de ren gong cai liao ,ta yong you zi ran cai liao suo bu ju bei de te shu sheng xue xing zhi ,tong guo dui zhe xie ji te sheng xue te xing de li yong ,ke yi shi xian dui sheng bo chuan bo guo cheng de ren gong gan yu he zi you diao kong 。suo yi jin nian lai yu lai yu duo de yan jiu ren yuan ju jiao yu ci ,xi wang neng jie zhu sheng xue chao cai liao xin ying de sheng xue te xing lai she ji yu zhi bei chu te ding fang mian xing neng you yu chuan tong sheng xue qi jian de xin xing sheng ren gong jie gou 。ben wen yan jiu le xian jie duan chang jian de sheng xi shou he sheng ge li de fang fa ,di chu le li yong wei chuan suan fa you hua ji he can shu de gao xiao xi sheng jie gou he ji yu Fanogong zhen ji li de tong feng ge sheng bing zhang de she ji li lun ,shi xian le chao bao kuan dai de xi sheng ge sheng jie gou 。ben wen nei rong zhu yao fen wei yi xia ji ge bu fen :di yi zhang xu lun zhu yao jian chan jie shao le chao cai liao de fa zhan yi ji jin nian lai xi sheng ji ge sheng yan jiu jin zhan 。di er zhang sheng xue chao cai liao de xiang guan li lun zhong zhu yao jie shao le sheng xue bo dong fang cheng 、deng xiao mei zhi li lun he kong jian she die jie gou ji ben li lun 。di san zhang di chu le yi chong li yong wei chuan suan fa you hua ji he can shu ju you kuan dai gao xiao xi shou sheng neng xiao guo de xi sheng jie gou she ji 。gai she ji you duo ge mi gong shi de she die gong zhen yuan su bing lian zu ge er cheng ,zai gong zhen shi you yu kong qi nian zhi de ying xiang hui xing cheng xian zhe de sheng neng liang sun hao ,cong er da dao gao xiao xi sheng de xiao guo 。tui dao le chu yong yu kuai su jing zhun de yu ce ji xi sheng ji shu de jin shi gong shi ,ji yu ci ,li yong wei chuan suan fa lai zheng ti she ji xi sheng jie gou de xiang guan ji he can shu ,shi de gai xi sheng jie gou zai yi ding hou du nei huo de zui da de xi sheng neng liang 。ben wen she ji de xi sheng jie gou ju you xiao yu 1/25gong zuo bo chang de chao bao hou du 、kuan dai he an jiao xi sheng gong neng deng you dian ,bing ju zhi zuo cai liao de shua ze ju you ji da de ling huo xing (zhi xu man zu sheng zu kang yuan da yu kong qi ji ke )。di si zhang li yong sheng chang lian xu tai he li san tai zhi jian de ou ge lai shi xian sheng xue Fanogong zhen ,di chu le li yong kong jian she die jie gou he zhong kong guan dao lai gou zao chao bao kuan pin kuan jiao du tong feng ge sheng bing zhang de she ji 。you yu zhong kong guan dao dui kong jian lian xu xing mei you ying xiang ,ben zhang di chu de ge sheng bing zhang zai zu ge sheng bo chuan bo de tong shi yun hu bei jing liu ti zi you tong guo ,shi xian le tong feng tou guang deng gong neng 。xiang bi jiao yu chuan tong de ji yu zhi liang ding lv de sheng bing zhang ,ben zhang she ji de jie gou dui zhi zuo cai liao mei you yan ge yao qiu (jin xu yao cai liao yong you jiao da de sheng zu kang ),ju jie gou hou du yuan xiao yu bo chang ;xiang bi jiao yu bao mo xing chao cai liao ,ben zhang she ji de jie gou ju you geng da de li xue jiang du ,yong you jiao hao de huan jing nai shou xing 。di wu zhang zong jie le ben wen de zhu yao jie lun ,gei chu le dui wei lai de zhan wang 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自南京大学的林远鹏,发表于刊物南京大学2019-07-02论文,是一篇关于声学超材料论文,遗传算法论文,高效吸声论文,共振论文,宽带隔声论文,通风隔声屏障论文,南京大学2019-07-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自南京大学2019-07-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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