吸声材料的声学性能和数值模拟研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 21次 | 上传用户:leiyang000
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吸声材料是降低噪声,改善声环境的有效措施。在影剧院、音乐厅等建筑中,吸声材料的选择与布置是十分关键的。它的主要作用在于减弱入射声音的反射和消除室内回声,缩短或控制室内的混响时间,已达到改善室内的音质条件。一些公共交通建筑,如机场的候机大厅、车站的候车室等建筑的顶棚和墙面的吸声结构,消除厅堂的回声和声聚焦等音质缺陷,提高轻薄板墙的隔声,对机械设备使用隔声罩以及道路声屏障,可以提高其降噪效果,降低房间或工业厂房内部的噪声,建筑通风和空调系统的管道消声器可以降低管道中的噪声。因此,无论是控制混响时间、降低噪声、改善声扩散和消除音质缺陷,都需要使用吸声材料,研究吸声材料的声学性能对建筑声学和噪声控制具有重要的现实意义。本文以墙面吸声材料为研究对象,利用有限元软件ABAQUS进行模态分析和谐响应分析,研究该类材料在声波作用下的模态、变形形态和声压分布情况等。最后,以中小型会议室为典型算例,研究吸声材料的选择与布置。首先,对墙面吸声材料模型进行计算机数值模拟分析,通过改变声压幅值、频率等,对吸声板的位移情况和声压分布情况进行了对比分析,确定了该模型的固有频率特性及位移变形情况等。结果表明:当声波频率接近吸声材料的第一固有频率时,吸声效果最好,接近吸声结构的第二固有频率时效果次之,符合所模拟的共振吸声结构的吸声特性。最后,对无吸声结构的会议室房间模型进行模拟计算分析,根据分析结果对声压较大的位置布置吸声结构,通过前后两个模型的分析比较,可以看出合理地选择和布置吸声结构,模型的声压分布较均匀,避免了较强的声反射,即回声的不良影响,改善了音质效果。
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