吸声与室内声场.ppt

消声室 第三十一页，共81页 共振吸声结构形式： ①穿孔板(微孔板)共振吸声结构 ②薄膜、薄板共振吸声结构 ③ 薄塑盒式吸声体 共振吸声特点： 吸声吸声系数大；吸声频率范围窄；主要是对低频吸声。 第四节 共振吸声结构 第三十二页，共81页 一、穿孔板共振吸声原理 t d V 1. 单腔共振吸声模型(亥姆霍斯共振器） 当腔孔深度t与直径d远远小于声波波长时，腔体内空气相当于弹簧，腔孔气柱可看成是质量质点，系统如弹簧振子，称作亥姆霍斯共振器。 当亥姆霍斯共振器发生共振时，腔孔气柱与孔壁剧烈摩擦，使声能转换为热能。 第三十三页，共81页 2. 单腔共振吸声结构共振频率 其中：c ——声速 V —— 空腔体积 S ——腔孔面积（m） t —— 孔深 δ——孔口末端修正量，对于园孔： 第三十四页，共81页 二、穿孔板吸声结构 1. 一般构造 穿孔板及其与墙面构成的空腔构成穿孔板吸声 结 构，其效果相当于多个单腔共振器。 2. 具体构造： 穿孔板穿孔率q： 1％～10％ 板厚t： 2～5mm 孔径d：2～4mm 空腔深度L：10～25cm t d L 第三十五页，共81页 3. 穿孔率计算方法 孔等三角形排列： 孔正方形排列： 其中： d ——孔直径 B —— 孔中心距 B d B d 第三十六页，共81页 三、穿孔板共振频率 其中： c —— 声速 q —— 穿孔率 L —— 空腔深度 t —— 板厚 δ—— 孔口末端修正量（园孔：0.8d , d为孔径） 说明：① 穿孔率越高，共振吸声频率越高； ② 腔深、材料厚度及孔径越小，共振吸声频率越高。 ③ 按照前面所给出的穿孔板结构的参数，共振频率 的范围为：379～2853Hz。 第三十七页，共81页 四、共振吸声频率带宽 1.相对宽度 ： f0处吸声系数为 ，f0附近下降至 /2频带的宽度； 第三十八页，共81页 2. 绝对宽度 ： 吸声系数大于0.5的频带的宽度。 0.5 洪宗辉教材给出绝对宽度计算公式： 据此该教材认为吸声带宽与空腔深度L成正比。 实际上考虑到 ： 可得出： 应与腔深L无关。 第三十九页，共81页 五、穿孔板的改进措施 缩小孔径，（微孔板）； 在穿孔板厚腔填充多孔吸声材料，吸声系数增加，带宽也增加； 在同一穿孔板上传不同孔径的孔，形成多个共振吸声频率，吸收不同频率声音，增加带宽； 使用双层不同穿孔率的穿孔板。改进后的穿孔板吸声吸声可达0.9，带宽可达2～3各倍频程，可满足实际使用要求。 第四十页，共81页 六、微孔板 一般穿孔板缺点：孔径大、吸声系数低、吸声频带窄。20世纪70年代，中科院院士马大猷提出微孔吸声理论，其理论核心是减小穿孔板孔径至1mm以下，可使穿孔板机构吸声效果大大提高。 1. 微孔板吸声结构 孔径：d＜1mm 板厚：t＜1mm 穿孔率q：1～5％ 空腔深度L：5～20cm 第四十一页，共81页 2. 微孔板吸声效果 吸声系数可达0.9，吸收带宽可达2～3个倍频程。 微孔板吸声系数实测（驻波管法） 结 构 中心频率 孔 径 mm 板 厚mm 穿孔率 空腔深 cm 125 250 500 1k 2k 0.8 0.8 1％ 15 0.37 0.85 0.87 0.2 0.35 0.8 0.8 2％，1％ 8，12 0.48 0.97 0.93 0.64 0.15 第四十二页，共81页 微孔板应用实例 1993年德国投资2.7亿马克建成的新国会大厦，由于为圆形结构，大厅中心产生声音聚焦，无法使用。在世界范围内招标进行改造，中国因采用微孔板技术方案而中标。具体工艺方案如下： a. 材料与工艺：有机玻璃板上用激光打微孔； b. 微孔板参数：板厚t=5mm, 孔径d=0