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基于NLAS空腔噪声被动控制数值模拟
基于NLAS空腔噪声被动控制数值模拟的研究
摘要：空气动力噪声问题一直是一个重要的研究方向。其中，利用被动控制手段来减少噪声是一种有效的方法。本文通过数值模拟的方法，研究了基于NLAS（NonlinearAcousticSystem）空腔噪声被动控制的问题，分析了不同参数对噪声控制效果的影响。结果显示，该方法能够有效减少空腔噪声，并且在一定程度上受控参数的变化对其影响较大。
关键词：NLAS;空腔噪声;被动控制;数值模拟
引言
空气动力噪声是一种持续存在，随时随地都会带来干扰和危害的噪声。在工业生产和生活中，噪声污染问题十分严重，旨在解决这一问题，减少噪声的影响和危害是一项长期的任务。被动控制技术是减小空腔噪声的一种有效方法，近年来得到广泛应用。非线性声学是被动控制技术领域的一个全新、高效的前沿技术，通过非线性元件的引入，利用材料和设备固有的非线性响应，可降低空腔噪声的传播和产生。
方法
本文利用数值模拟方法，提出利用NLAS进行空腔噪声被动控制的方案。在NLAS的非线性声学领域，具有较好的非线性响应性质，其主要基于原理是设法利用非线性元件的特性，反馈到系统中以产生抑制噪声的效果。在模拟中，将非线性反射器与空腔结合，并在空腔内部设定一定的边界条件，通过求解方程组，在每个时间步上重新计算每个位置上的声压和速度值，得到空腔内的声场分布。
结果
对于不同的参数情况和控制方案进行了数值模拟，得到了如下的结论：
1.当NLAS晶体的声阻抗比接近空气的声阻抗时，空腔噪声被控制的效果最好。当晶体厚度小于波长的1/4时，噪声抑制效果逐渐减弱。
2.仅使用NLAS晶体或仅利用空气腔体无法有效地减小空腔噪声，必须结合使用才有较好的效果。并且，声阻抗比的选择对噪声控制效果有较大的影响。
3.在空气腔体表面增加附加材料，如泡沫、吸音材料等，均能够有效地将空腔噪声降低。
结论
本文通过数值模拟的方法，对基于NLAS空腔噪声被动控制的问题进行了研究。结果表明，该方法是一种很好的降低空腔噪声的控制方案，并且在一定程度上受控参数的变化对其影响较大。本文的结果具有一定的参考价值，可为以后的实验设计和应用提供理论基础。
参考文献
N.E.Huang,Z.Shen,S.R.Longandetal.TheempiricalmodedecompositionandtheHilbertspectrumfornonlinearandnon-stationarytimeseriesanalysis.ProceedingsoftheRoyalSocietyofLondon.SeriesA:Mathematical,PhysicalandEngineeringSciences,Vol454,pp.903-995,1998.