[发明专利]一种多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构及其设计方法

权利要求书

1.一种多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构的设计方法，其特征在于，

步骤1，模型设置；

将吸声结构的每个吸声单元等效成质量弹簧系统，其中，等效质量来源于微穿孔板(10)的穿孔内的空气质量，等效阻尼来源于穿孔壁的阻尼效果，等效弹簧刚度是背腔内部的空气刚度；通过调节不同吸声单元的结构参数，得到不同频率的吸声峰值；所述的结构参数包括微穿孔板(10)的参数和背腔(11)的参数；微穿孔板(10)的参数包括穿孔的直径、深度和微穿孔板(10)上的穿孔率；背腔(11)的参数包括由截面积和深度两个参数决定的背腔容积；

步骤2，吸收峰数量确定；

根据m个吸声单元的所有吸声峰在目标频段(f_A～f_B)内需连续均匀分布的要求，得到峰值数量n＝(f_A-f_B)/ΔB，其中ΔB为峰值带宽；

步骤3，吸收单元结构参数确定；

第一，确定一个吸声单元的结构参数，使得其一阶峰值频率为f_A，并确定目标频段内相应的高阶峰值频率，然后设计其他单元，根据目标频段内所有高阶峰值的数量s，得到吸声单元的数量m＝n-s；

第二，在保持单元截面积相同的情况下，依次得到吸声单元i的背腔厚度如下，

其中，i的取值范围为1到m，s′为已有单元提供的高阶峰值数量，范围为0到s，l₁为第一吸声单元的背腔厚度，l_i为第i吸声单元的背腔厚度；高阶峰值依次由确定的吸声单元提供；

步骤4，吸收单元的空间折叠布置；

将确定好的吸收单元连续并列布置，在吸声结构的设计厚度内，将相邻的吸声单元中厚度较大的吸声单元背腔进行空间折叠，后端弯折延伸至厚度较小的吸声单元下方。

2.根据权利要求1所述多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构的设计方法，其特征在于，

吸声单元的一阶峰值频率与微穿孔板(10)的穿孔尺寸和背腔(11)大小有关，穿孔直径越小，其等效质量越大，峰值频率越低；穿孔深度越大，即微穿孔板的厚度越大，峰值频率越低；穿孔的穿孔率越小，峰值频率越低；空腔容积越大，等效刚度越小，吸声峰值向低频移动；

吸声单元的峰值带宽主要与穿孔尺寸和吸声单元的数量m有关，穿孔直径越小，阻尼效果越明显，其峰值带宽越宽；穿孔深度越大，峰值带宽越宽；吸声单元数量越多，峰值带宽逐渐减小。

3.一种采用权利要求1所述设计方法制备的多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构，其特征在于，包括并列连续设置的多个吸声单元，所述的吸声单元由微穿孔板(10)和背腔(11)组成；

所述的背腔(11)的前端开口，设置微穿孔板(10)，后端封闭设置形成空腔；

所有吸声单元的微穿孔板(10)共面设置，所有吸声单元的一阶峰值和至少一个吸声单元的至少一个高阶峰值均匀连续分布，在中低频范围内形成一个连续的多峰值吸声宽带；

微穿孔板(10)的穿孔直径为0.5mm～1mm，穿孔的穿孔率为1％～15％，微穿孔板( 10)的厚度为0.5mm～2mm。

4.根据权利要求3所述的多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构，其特征在于，所述的微穿孔板(10)上的穿孔均匀分布。

5.根据权利要求3或4所述的多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构，其特征在于，所述的微穿孔板(10)穿孔的形状为圆形、方形、三角形或椭圆形；当穿孔为非圆形时，直径指代穿孔的外接圆直径。

6.根据权利要求3所述的多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构，其特征在于，并列连续设置的4-12个吸声单元。

7.根据权利要求3所述的多单元耦合式微穿孔板低频宽带吸声结构，其特征在于，背腔(11)的截面为多边形、圆形或不规则封闭曲线，吸声单元的背腔(11)截面积为100mm²～1×10⁴mm²。