基于VA One的多孔吸声材料的应用仿真研究

论文摘要

随着科学技术、工业制造、交通运输的发展,以及人类日常生活的范围逐步扩大,环境噪声日益严重,已成为人类社会环境污染的一大公害,噪声控制已成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题,目前主要的解决办法之一就是使用多孔吸声材料。虽然多孔吸声材料存在一些不足,但由于其取材范围广,加工制造工艺相对简单,并且随着一些新型多孔材料的研制成功,多孔吸声材料已经成为目前应用最广泛的吸声材料。因此,研究多孔材料的吸声特性对工程应用和噪声控制具有重要的现实意义。多孔介质声学是近些年发展起来的应用性很强的声学分支。Biot于1956年提出了流体饱和多孔介质声传播理论,奠定了该声学分支的理论基础。随着人们不断地对Biot理论进行多方面的完善,使其成为最成功的多孔介质声学理论,并广泛的应用于声波勘探和其它声学领域。目前计算机模拟仿真成为了科学研究的重要手段。本文在VA One软件平台下,分析了多孔材料的吸声特性,并把所选三聚氰胺泡沫塑料铺设到某高速船具体部位,进行应用仿真分析。首先利用Foam模块对六种常用多孔材料进行仿真并与实测值比较,发现仿真值与实测值基本吻合；接着建立一个简易模型,分析了三聚氰胺泡沫塑料的密度、孔隙率、厚度及背后空气层对其吸声特性的影响；再以某高速船的图纸为蓝本,确立统计能量模型的分析参数,输入激励源,建立高速船SEA模型,对其进行求解；然后对噪声水平要求较高的五个舱室进行分析,找出各舱室输入比重大的子系统；对舱室能量输入比重大的子系统铺设内外双面三聚氰胺泡沫塑料,比重小的子系统铺设室内单面三聚氰胺泡沫塑料,并采取相应的方案进行噪声控制仿真,比较后选用“材料二”作为最优方案；最后把降噪效果较好的仿真值,未加吸声材料的仿真值以及实船测试值进行对比分析。结果表明,利用VA One软件对多孔吸声材料仿真分析是具有可行性的,并得到一种较优的多孔吸声材料,这对于今后的工程实际应用中吸声材料的选取和降噪设计提供了有价值的参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义及背景
• 1.2 多孔吸声材料发展状况与展望
• 1.3 国内外研究进展
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 多孔吸声材料的声学特性
• 2.1 吸声材料简介
• 2.1.1 材料吸声性能的评价与测试方法
• 2.1.2 吸声材料的类型
• 2.2 多孔吸声材料简介
• 2.2.1 构造特征与吸声特性
• 2.2.2 吸声原理与规律
• 2.2.3 多孔吸声材料的分类
• 2.2.4 影响多孔材料吸声性能的因素
• 第3章 毕奥理论与VA One软件
• 3.1 毕奥（Biot）理论
• 3.2 VA One软件简介
• 3.2.1 VA One应用范围
• 3.2.2 VA One应用过程
• 3.2.3 VA One核心模块介绍
• 第4章 多孔材料吸声特性的仿真分析
• 4.1 常用多孔材料吸声特性仿真值与测试值的比较
• 4.2 三聚氰胺泡沫塑料的性能
• 4.3 材料密度、孔隙率、厚度及背后空气层对其吸声特性的影响
• 第5章 多孔吸声材料在高速船上的应用仿真分析
• 5.1 高速船模型的建立
• 5.1.1 统计能量分析方法概述
• 5.1.2 建立实船SEA模型
• 5.1.3 SEA模型参数的确定
• 5.1.4 输入功率
• 5.2 SEA模型计算仿真结果
• 5.3 多孔吸声材料的应用仿真研究
• 5.3.1 子系统对舱室输入能量的比较
• 5.3.2 三聚氰胺泡沫塑料在舱室的应用仿真
• 5.3.3 实测值与仿真值比较分析
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 本文的创新点
• 6.3 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文