【摘要】：高階聲模態(tài)對大截面消聲器低頻消聲影響甚重,盡管相關科研人員對聲模態(tài)進行了一系列較為深入的研究,但對基于管道聲模態(tài)理論的擴張室消聲器聲學性能研究甚少。本文針對煤礦風井噪聲成分中的低頻噪聲,因其為峰值噪聲,影響最為嚴重且難以消除,設計了多個消聲單元組成的大截面抗性消聲器,并拿出其中一個消聲單元作為研究對象�；诠艿缆暷B(tài)理論,研究高階聲模態(tài)對擴張室消聲器低頻消聲的不利影響。首先,對建立的消聲器模型,利用管道聲模態(tài)理論推導出高階模態(tài)波被激發(fā)需滿足的條件。后利用此條件公式,計算了消聲器進出口管道以及擴張室內(nèi)各階聲模態(tài)的激發(fā)頻率,并計算了各階模態(tài)聲壓對應的節(jié)線位置。發(fā)現(xiàn),高階聲模態(tài)對消聲器低頻段消聲影響甚重。對消聲器以及對照模型進行聲學仿真后,所得結果均與此前按理論計算的結果一致,故證明了管道聲模態(tài)理論的正確性。然后,利用矩形管道平面波截止頻率公式,發(fā)現(xiàn)切割擴張室腔體,可有效的提高首階模態(tài)波激發(fā)頻率,利用聲學仿真證明了采用并聯(lián)結構將消聲器首階聲模態(tài)激發(fā)頻率由578Hz提升至756Hz。因756Hz仍處在低頻段,故又利用此前計算的模態(tài)聲壓節(jié)線位置,對消聲器結構進行再一次改進。改進后的消聲器將出口管偏置于(0,2)階聲模態(tài)節(jié)線位置,將消聲器首階聲模態(tài)激發(fā)頻率由756Hz提升至1165Hz,使消聲器在低頻段完全擺脫了高階聲模態(tài)帶來的不利影響。對消聲器進行聲學仿真后,發(fā)現(xiàn),單級擴張室消聲器在750Hz附近頻率消聲量高達30dB左右,在1000Hz附近頻率消聲量也可保持25dB左右,極大地提高了擴張室消聲器的聲學性能。最后,對偏置消聲器進行空氣動力學分析,發(fā)現(xiàn),由于進出口管不同軸,可能會給消聲器帶來較大的壓力損失。故對消聲器進行了流場仿真,發(fā)現(xiàn)其使壓力損失增加了近一倍。故繼續(xù)優(yōu)化消聲器結構,用穿孔板代替此前的實心板分割擴張室,增加了氣流流通效率。經(jīng)流場仿真計算,結構優(yōu)化后消聲器壓力損失被降低了近一半,故結構優(yōu)化成功。又利用傳遞導納屬性對消聲器最終結構進行了聲學傳遞損失驗算,發(fā)現(xiàn),與結構優(yōu)化前基本一致。通過對消聲器聲模態(tài)理論的驗證,以及一系列的結構改進,使擴張室消聲器取得了良好的聲學性能以及良好的空氣動力學性能。對日后工程降噪中,擴張室消聲器聲學性能和聲模態(tài)的研究具有一定的指導和借鑒的意義。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB535.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 S.S.Gulhane;高宇;;紡織品聲學性能研究進展[J];國際紡織導報;2019年04期

2 王明泉 ,陸錦煜 ,丁偉君;國產(chǎn)蔥皮紙聲學性能的研究[J];聲學與電子工程;1986年04期

3 ;國內(nèi)聲學文獻索引[J];聲學學報;1989年03期

4 黃良余,許鋒,劉鋼;合金元素對響銅材料聲學性能的影響[J];兵器材料科學與工程;1989年01期

5 王立雪;有線廣播播音室聲學性能分析[J];北京師范學院學報(自然科學版);1989年03期

6 朱峰;;聽音室聲學性能分析[J];電聲技術;1989年01期

7 李海龍;季振林;閆欣;;消聲器中頻聲學性能的計算測量方法[J];噪聲與振動控制;2015年01期

8 常志權;金巖;;空濾器聲學性能預測及結構改進[J];重慶理工大學學報(自然科學);2012年04期

9 管炳春 ,于紫龍 ,王克智 ,宋喜榮;八音琴琴片聲學性能與材料組織結構研究[J];樂器;1996年04期

10 李浩;朱錫;晏欣;梅志遠;羅忠;;聚氨酯彈性體的合成和水下聲學性能[J];高分子材料科學與工程;2010年03期

相關會議論文 前10條

1 閆孝偉;何元安;;單向接收法測量水聲材料低頻聲學性能研究[A];第十二屆船舶水下噪聲學術討論會論文集[C];2009年

2 李晨曦;徐穎;鄭雪燕;;碳納米管/環(huán)氧樹脂復合材料的聲學性能研究[A];2009年西安-上海聲學學術會議論文集[C];2009年

3 韓寶坤;劉克;;材料低頻聲學性能的測量方法[A];中國聲學學會2006年全國聲學學術會議論文集[C];2006年

4 白國鋒;劉克;;粘彈性材料聲學性能仿真研究[A];中國聲學學會2005年青年學術會議[CYCA'05]論文集[C];2005年

5 王佐民;藺磊;俞悟周;;通風隔聲窗高頻聲學性能的傳遞矩陣法分析[A];中國聲學學會2007年青年學術會議論文集（上）[C];2007年

6 趙芝梅;王敏慶;;連接件特性對雙層板聲學性能影響研究[A];第十二屆船舶水下噪聲學術討論會論文集[C];2009年

7 呂世金;;水下材料聲學性能寬頻段測量方法[A];第十一屆船舶水下噪聲學術討論會論文集[C];2007年

8 李水;張權;易燕;朱學文;;水聲無硫橡膠方形吸聲尖劈系列的設計與聲學性能測量[A];第十二屆船舶水下噪聲學術討論會論文集[C];2009年

9 王萬順;林偉周;;氣幕彈聲學性能的寬帶測量方法[A];2004年全國水聲學學術會議論文集[C];2004年

10 程春;李舜酩;曹倩倩;;阻抗復合式消聲器聲學性能分析與改進[A];2014中國汽車工程學會年會論文集[C];2014年

相關重要報紙文章 前3條

1 幸曉峰;成組玉石璧具有良好音樂聲學性能[N];中國文化報;2006年

2 四川省社會科學院歷史所 幸曉峰;三星堆成組玉石璧音樂聲學性能初識[N];中國文物報;2006年

3 中國建筑科學研究院研究員 王有為;建設世界一流體育場館[N];北京日報;2001年

相關博士學位論文 前4條

1 程述一;局部放電超聲陣列傳感器的聲學性能評價及其稀疏設計[D];華北電力大學;2014年

2 王雪仁;船用柴油機排氣消聲器聲學性能預測的邊界元法及實驗研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

3 臧獻國;基于模態(tài)振型和響應面法的結構聲學性能優(yōu)化設計[D];湖南大學;2011年

4 趙曉臣;考慮聲固耦合的管道噪聲控制技術研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 葛雋宇;基于管道聲模態(tài)的擴張室消聲器聲學性能研究[D];太原理工大學;2019年

2 馮譯文;阻抗?jié)u變梯度復合材料設計制備及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

3 徐汝玲;采用聲學包裝提高某皮卡車車內(nèi)聲學性能的試驗研究[D];江西農(nóng)業(yè)大學;2018年

4 張岐宇;基于聲模態(tài)的風井消聲器聲學性能分析及優(yōu)化[D];太原理工大學;2018年

5 李新新;三元乙丙橡膠復合材料聲學性能分析與研究[D];東華大學;2010年

6 孔祥東;基于時間反轉聚焦的水聲無源材料聲學性能測量[D];浙江大學;2012年

7 皮進寶;多孔金屬材料高溫聲學性能分析與實驗測試系統(tǒng)設計[D];寧夏大學;2015年

8 曹玉煌;復雜消聲器的三維聲學性能數(shù)值模擬及其優(yōu)化設計[D];武漢理工大學;2010年

9 王荀;管道消聲器聲學性能仿真與實驗研究[D];哈爾濱工程大學;2017年

10 許萬軍;阻抗復合式消聲器聲學性能研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

，

本文編號：2689043