吸声单元、吸声结构及吸声方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110047458A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910231914.1(22)申请日2019.03.26(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人王小鹏韩豫陈天宁朱建(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人覃婧婵(51)Int.Cl.G10K11/16(2006.01)G10K11/162(2006.01)G10K11/172(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称吸声单元、吸声结构及吸声方法(57)摘要公开了吸声单元、吸声结构及吸声方法，吸声单元包括胞格、隔板和盖板胞格为正六边形结构，隔板布置在所述胞格内，所述隔板分隔所述胞格使得正六边形结构内形成连续的迷宫通道，盖板盖设所述胞格，吸声结构包括多个所述吸声单元，所述吸声单元之间共振耦合，通过调整所述吸声单元的几何参数以实现对不同频率噪声的吸收，吸声方法包括以下步骤，基于一个或多个待吸收的噪声频率确定至少一个吸声单元的几何尺寸，三维打印或开模加工所述几何尺寸的吸声单元，共振耦合多个吸声单元形成吸声结构，将吸声结构的开口朝向噪声源以吸声。CN110047458ACN110047458A权利要求书1/1页1.一种吸声单元，其特征在于，所述吸声单元包括，胞格，其为正六边形结构，所述胞格边长为a，隔板，其布置在所述胞格内，所述隔板分隔所述胞格使得正六边形结构内形成连续的迷宫通道，所述迷宫通道宽度为b，所述隔板宽度为t，其中，盖板，其盖设所述胞格。2.如权利要求1所述的吸声单元，其特征在于，优选的，所述隔板为大致螺旋向内的连续板。3.如权利要求1所述的吸声单元，其特征在于，上盖板对应于所述胞格中心位置设有开口，所述开口为直径d的圆孔。4.如权利要求1所述的吸声单元，其特征在于，所述吸声单元的共振中心频率为其中a为胞格边长，m为共振阶数，L为迷宫通道有效长度，通过调整迷宫通道有效长度L以调节所述共振中心频率；吸声率这其中，ys＝yhole+ycavity，ω＝2πf其中，f为频率，μ为空气动力粘度，ρ为空气密度，c为空气中声速，d为小孔直径，t为盖板厚度，S1为吸声单元横截面积，S2为空气通道横截面积。5.如权利要求1所述的吸声单元，其特征在于，所述迷宫通道内设有用于调节共振频率的可移动第二隔板，所述第二隔板分隔所述迷宫通道。6.如权利要求1所述的吸声单元，其特征在于，所述吸声单元由选自FR4环氧树脂、ABS树脂、有机玻璃和铝中的一种或多种制成。7.一种吸声结构，其特征在于，所述吸声结构包括多个如权利要求1-6中任一项所述吸声单元，所述吸声单元之间共振耦合，通过调整所述吸声单元的几何参数以实现对不同频率噪声的吸收。8.如权利要求7所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声单元具有不同的几何尺寸，不同几何尺寸的吸声单元并联以得到多个吸声峰。9.如权利要求7所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声单元按对角线相同方式线性排列组合形成板状结构。10.一种利用权利要求7-9任一项所述吸声结构的吸声方法，其包括以下步骤，第一步骤，基于一个或多个待吸收的噪声频率确定至少一个吸声单元的几何尺寸，第二步骤，三维打印或开模加工所述几何尺寸的吸声单元，第三步骤，共振耦合多个吸声单元形成吸声结构，将吸声结构的开口朝向噪声源以吸声。2CN110047458A说明书1/7页吸声单元、吸声结构及吸声方法技术领域[0001]本发明涉及噪声控制领域，尤其是涉及一种吸声单元、吸声结构及吸声方法。背景技术[0002]随着社会的不断发展，噪声的危害日渐突出。噪声不仅严重影响人的听觉体验，降低生活品质，甚至会对人的身体健康造成影响。通常来说，噪声控制可以从声源控制、传播路径控制和接受体隔离保护三个方面入手。这其中，在传播路径中利用吸声手段，有效抑制噪声的负面影响成为了工程噪声控制的重要手段。[0003]然而，对于低频噪声的控制一直以来都是一个巨大的挑战。低频噪声波长长，在空气中衰减慢且穿透能力强。因而诸如多孔材料等传统的吸声材料，在低频段难以达到有效的声衰减效果。要实现对低频声波的有效吸收，吸声材料在几何尺寸上要和波长基本处于同一数量级。对于动辄几米波长的低频噪声而言，尺寸上如此巨大的妥协使其在工程应用上面临很大的限制。[0004]近年来，声学共振结构的发展也为低频噪声控制带来了新的思路。包括薄膜共振吸声材料、亥姆霍兹共振腔结构以及微穿孔板等一系列吸声结构在工程上都得到了广泛应用。当然，这些共振结构也有着结构复杂、共振频带窄等问题。声学超表面作为一种位于亚波长尺度的新型声学超材料，因其二维化的轻薄结构，灵活操控声波的能力，在声波非对称传播、声学