[发明专利]一种粗糙微通道多孔吸声结构

说明书

本发明公开了一种粗糙微通道多孔吸声结构，包括多孔材料板和刚性背衬，材料板上开设有粗糙吸声孔，开孔方向均为垂直于材料板，多孔材料板上开设的吸声孔的粗糙孔形由余弦函数控制；本发明结构简单实用，具有较好的中低频段吸声性能以及较灵活的调节吸声功能，同时兼具重量轻的特点，具有良好且广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种粗糙微通道多孔吸声结构。

背景技术

现有的多孔吸声结构是一种利用内部吸声微通道的粘性耗散和热传导的方式来进行吸声的结构，主要应用于音乐厅、博物馆、图书馆、交通工具内壁面等场景。一般的多孔吸声结构上开设的孔隙为光滑圆孔，普遍存在着吸声频带不便于调节、吸声效果不佳的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种粗糙微通道多孔吸声结构，解决现有多孔吸声体吸声频带不便于调节、吸声效果不佳的问题，结构简单，使用方便，通过调节粗糙微通道参数达到调节吸声频带、提高吸声效果的多孔吸声体。

本发明采用以下技术方案：

一种粗糙微通道多孔吸声结构，包括多孔材料板，多孔材料板设置在刚性背衬上，多孔材料板上设置有孔隙率为30％～69.4％的吸声孔，吸声孔包括多个，采用平行排列或随机排列的方式间隔布置在多孔材料板上，吸声孔的内部为粗糙微通道，吸声孔的孔隙内壁面为余弦粗糙表面，粗糙微通道多孔吸声结构在1890～2690Hz带宽的吸声系数为0.8～0.99。

具体的，吸声孔的粗糙孔形由粗糙孔形函数r(x)确定，粗糙孔形包括粗糙孔形函数r(x)确定的一种或多种。

进一步的，粗糙孔形函数r(x)具体为：

r(x)＝r₀[1-2εcos(βx)]

其中，r₀为基准孔径，ε为粗糙因子相对粗糙度，β为空间波数，x为轴向无量纲化坐标。

更进一步的，吸声孔采用四方排布方式布置在多孔材料板上，吸声孔的基准孔径r₀为亚毫米级。

具体的，吸声孔的基准孔径r₀为0.1～0.8mm。

具体的，吸声孔的开孔方向垂直于多孔材料板。

具体的，多孔材料板朝向声源设置，刚性背衬背向声源设置。

具体的，多孔材料板的厚度为2～10cm。

具体的，多孔材料板采用木质板材、塑料、多孔纤维或多孔泡沫材料制成。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种粗糙微通道多孔吸声结构，采用多孔材料板和刚性背衬；通过调节孔隙粗糙微通道来实现吸声频带的调节，拓宽了多孔材料板应用的频带范围，吸声孔的孔隙率为30％～69.4％，这样可以提高材料的吸声效率，又使得材料更加轻质；其粗糙微通道的控制函数简单，易于调节。

进一步的，根据函数r(x)确定的粗糙微通道既能更好地耗散声能，又可以通过调节相对粗糙度和空间波数来调节吸声频带和频带范围，粗糙微通道为函数r(x)确定的一种或多种，从而达到较好调节吸声频带的目的。

进一步的，根据粗糙孔形函数r(x)来控制孔的表面形貌可以提高多孔材料的吸声性能，同时通过调节相对粗糙度和空间波数可以灵活的调节材料的吸声峰值、峰值频率以及吸声频带。

进一步的，吸声孔采用四方排布方式布置在多孔材料板上，这样使得多孔材料整体的吸声性能更加均匀。