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学术前沿 | 用于水下管道宽带降噪的超薄弧形保形超表面涂层

COMSOL 多物理场仿真技术  · 公众号  ·  · 2024-11-28 22:39
    

主要观点总结

本文介绍了一种基于Fabry-Pérot通道和Helmholtz共振腔结构的弧形共形超材料水下消声涂层设计方法,该方法旨在减弱流体填充管道中的水下噪声。设计的涂层紧密贴合在管道内壁上,具有小厚度,并能屏蔽噪声传播,确保管道内流体的流动。通过空间折叠降低涂层厚度,并采用微孔结构避免沙粒和石子进入影响声吸收性能。同时,通过叠加不同频段的消声结构和设计高阶吸声单元,实现了宽带消声性能的提升。该设计解决了水下管道的声学短路问题,为水下流体填充管道的噪声减弱提供了新的技术方案。

关键观点总结

关键观点1: 设计基于Fabry-Pérot通道和Helmholtz共振腔结构的水下消声涂层。

该涂层结合了两种结构的特点,实现了水下低频宽带噪声的减弱。

关键观点2: 涂层紧密铺设在圆形管道的内壁上。

通过声波吸收实现水下噪声的减弱,确保管道内流体的顺畅流动。

关键观点3: 将低频宽带声吸收所需的厚度维度转移到管道的长度方向。

通过空间折叠的方式大大减小了涂层的厚度,展示了薄型轻量的消声结构设计方案。

关键观点4: 采用微孔结构替代宏孔结构。

避免了沙粒和石子进入结构导致声吸收性能失效的问题,适应了水下管道复杂的工作环境。

关键观点5: 通过叠加不同频段的消声结构和设计高阶吸声单元。

实现了消声带宽的扩展,提升了涂层的宽带消声性能。


文章预览

      本文提出了一种用于流体填充管道噪声减震的弧形共形超材料水下消声涂层设计方法。该方法结合了Fabry-Pérot(FP)通道和Helmholtz共振腔结构,设计了一种薄层的扇形超薄迷宫通道共形超材料涂层,涂层紧密铺设在圆形管道的内壁上,通过声波吸收实现水下低频宽带噪声减弱。由于管道长度方向的尺寸约束相对宽松,我们将低频宽带声吸收所需的厚度维度转移到管道的长度方向,从而大大减小了涂层的厚度。由于固体结构的弹性接近水介质的可压缩性,结构与水下声波之间的耦合强度得到增强,薄层结构对低频声波的损失能力得到提升,从而克服了薄层结构与中低频噪声减弱之间的矛盾。通过在轴向方向上叠加和组合在不同噪声减弱频段中表现优异的结构,并设计高阶声吸收单元,达到了宽带消声性能,并采用微孔结构替代宏孔结构,以避 ………………………………

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