[发明专利]一种粗糙折叠式亚波长低频吸声结构

说明书

本发明公开了一种粗糙折叠式亚波长低频吸声结构，腔体的内部设置有多块粗糙波纹隔板构成亥姆霍兹共振腔，多块粗糙波纹隔板在亥姆霍兹共振腔体内形成S型结构的颈部微通道。本发明具有优秀的低频吸声性能，具有更好的吸声性能可调性，具有良好的承载性能，结构简单、便于大规模加工制造。

技术领域

本发明属于噪声控制技术领域，具体涉及一种粗糙折叠式亚波长低频吸声结构。

背景技术

随着工业技术的不断发展，噪音污染日益严重，如何降低噪声成为很多领域广泛关注的问题。多孔材料如泡沫铝材料、烧结纤维材料、陶瓷纤维材料，由于其良好的吸声性能在工程和生活中广泛应用。多孔材料的吸声机理是利用空气和材料孔隙内壁的粘性损耗与热传导，其材料特性使其对中高频噪声具有很好的吸声性能。但也正是其材料自身结构尺寸的限制，导致多孔材料对于低频噪音(500Hz)的吸收能力表现不足。针对于低频噪声难题，人们设计出各种人工周期性结构，即声学超材料。声学超材料具有不同于天然多孔材料的超常规声学特性。

目前低频吸声结构的主要工作机理是共振吸声，即利用结构共振获得很大的振动速度，通过空气与结构内壁的快速摩擦，从而消耗声能。如工程和生活中常见的微穿孔板吸声结构就是一种典型的亥姆霍兹共振器。通常这类共振结构在吸收低频噪声时，需要一个四分之一波长的背腔，导致结构尺寸变大，限制了其在实际工程中的应用。尽管有很多学者针对这个问题提出了各种“卷曲”背腔结构，但是在实际加工制造中制造困难，不适宜大规模加工制造。

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，提供一种粗糙折叠式亚波长低频吸声结构，解决传统吸声结构结构尺寸大、低频吸声性能不佳、无法大规模加工制造的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种粗糙折叠式亚波长低频吸声结构，包括腔体，腔体的内部设置有多块粗糙波纹隔板构成亥姆霍兹共振腔，多块粗糙波纹隔板在亥姆霍兹共振腔体内形成S型结构的颈部微通道。

具体的，粗糙波纹隔板的表面形状由函数Y控制，具体为：

Y＝wεsin(βx/w)

其中，ε为相对粗糙度，β为粗糙度波数，x是沿着隔板方向的坐标，w为相邻两粗糙波纹隔板之间的间距。

具体的，粗糙波纹隔板的相对粗糙度为0.1～0.25，粗糙波纹隔板的粗糙度波数为2π～8π。

具体的，粗糙波纹隔板的厚度1～2mm，粗糙波纹隔板的长度为W-2t0-w，其中，W为腔体的宽度，t0为腔体的壁厚，w为相邻两粗糙波纹隔板之间的间距，相邻两粗糙波纹隔板之间的间距为1～5mm。

具体的，粗糙波纹隔板的块数为2～6块。

具体的，腔体的截面为矩形结构。

进一步的，腔体的长为20～50mm，宽为20～50mm。

具体的，腔体的厚度为20～60mm。

具体的，腔体和粗糙波纹隔板均采用树脂、钢或木材制备而成。

具体的，腔体和粗糙波纹隔板通过焊接、榫接或胶接方式连接。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：