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    188宝金博页面版: 平板型有源吸声结构物理机制研究

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    内容提示： 第 23卷第 3期 2010 年 6 月 振 动 工 程 学 报 J ournal of V ibration E ng ineering V o1．23 N o ． 3 J un ． 2010 平板型有源吸声 结构物理机 制研 究 郝 夏影 ，陈克 安 ，陆 晶 ( 1． 西北工业大学航海学 院，陕西 西安 710072； 2． 武警工程学院 电子技术 系，陕西 西安 710086) 摘要 ： 有 源吸声 结构是近年来提出的吸收低频反射声 的有 效方案 ， 对其物理机 制的分析将为 系统优化 设计、 次级源 和误差传感器 布放 及控 制 目标选 取等关键问题提供理论 支持 。 在最小反射声功率条件下 ， 从控制前后 初、 次级结构 的反射声功率 和净声强 的变 化， 以及反射声...

    文档格式：PDF | 页数：9 | 浏览次数：9 | 上传日期：2021-04-03 16:53:21 | 文档星级：
    第 23卷第 3期 2010 年 6 月 振 动 工 程 学 报 J ournal of V ibration E ng ineering V o1．23 N o ． 3 J un ． 2010 平板型有源吸声 结构物理机 制研 究 郝 夏影 ，陈克 安 ，陆 晶 ( 1． 西北工业大学航海学 院，陕西 西安 710072； 2． 武警工程学院 电子技术 系，陕西 西安 710086) 摘要 ： 有 源吸声 结构是近年来提出的吸收低频反射声 的有 效方案 ， 对其物理机 制的分析将为 系统优化 设计、 次级源 和误差传感器 布放 及控 制 目标选 取等关键问题提供理论 支持 。 在最小反射声功率条件下 ， 从控制前后 初、 次级结构 的反射声功率 和净声强 的变 化， 以及反射声场 中声 强的分布来 阐述吸声降噪 中的物理 机制 。 结果表 明， 吸声降噪中 的能量转换分为能量抑 制、 能量吸收 以及能量抵 消 3 种机制 。从近场声强 的角度 看 ， 有源 吸声 主要 是通过声强幅度 抑制和声强方 向调整两 种机 制体现 ， 控制前大部分 区域反射声 波的法 向声强 为负值 ， 控 制后则变 为正值 ， 即声能量 在控制前 向远场传递 ， 控制后则流 向吸声结构 。 关键词 ： 有 源吸声结构 ； 反射声功率 ；几何反射 ；振动模态 ；声能量 中图分类号 ： O422． 4 文献标识码 ： A 文章 编号 ：1004— 4523( 2010) 03． 0339— 09 引 言 有源 控制一 般分 为两 类[1 ] ： 有 源消声 (A ctive Noise Control， 简 称 A NC) 和 结 构声 有 源控 制 ( A C— tive Structural A coustic Control ， 简称 A SA C ) L2 0]。 近年 来 ， 人 们 提 出了有 源声学 结 构 (A ctive A coustic Structure， 简称 A AS ) L4 ] ， 将分布 式次级声 源 、 误 差传 感器以及控制器等集于一体， 使用 自适应算法实时控 制次级源输出， 使结构获得最佳声学性能 ， 主要研究 方 向包 括有源 吸声及有源 隔声 [5 ]。 目前 ， 国内外 对于 维 平面 声 场 的有 源 吸声 和隔声 研究 的发展 已较 为 成熟口 ] ， 但对 于三维空 间内的人射声 波 ， 仍以隔声 研 究为主[9 ] 。 三维空间有源吸声可以有效控制结构表面 对入射声波的反射 ， 降低噪声 ， 在很多方面都具有较 高的应用价值 ， 因此， 有必要深入开展对三维空 间入 射声 波 的有源 吸声理论 与物理机制研 究[1 。 对 于 有 源 声学 结 构 的研究 ， 以往 主要 集 中在 模 型构 建 、 次级 声 源 布 放 、 系统 优 化 设计 、 误差 传 感 等 方面[1 卜“ ] ， 对其降噪的物理机制的研究也只涉及到 有源隔声方面[1 引， 而对有源吸声降噪机制则缺乏深 入研究。 在有源吸声降噪过程中， 由次级声源引入而 产生 的能量转 化 机制 及反 射声 场 的变化 规律 是一 个 重要 的问题 ， 对其深入认识将有助于理解有源吸声 结构降噪的本质 ， 从而挖掘其降噪潜力 ， 反过来为系 统的优化设计 、 次级源和传感器布放及控制 目标选 一收稿 日期 ： 2009— 08— 31 ； 修订 日期 ： 2010— 02— 22 基金项 目： 陕西省 自然科学研究计划资助项 目( 2005E 29) 取等关键问题提供理论依据。 本文 构建 了平 板型有 源吸声结构 模型 ， 基于此模 型分别从控制前后初、 次级结构净反射声功率变化， 吸声结 构初 、 次级 板表 面声强 变化 以及反射声 场 中近 场声强分布变化 3 个方面对吸声机制进行研究。 1 理论模型 声波入射到初级结构上会产生反射声 ， 包括几 何 反 射声 ， 以及 在 入 射 声 波激 励 下 产 生 的结 构 振 动 辐射声 。 为控制入射声波的反射， 可在初级结构声反 射表面外加装输入可控 的分布式声源 ( 次级声源) ， 在初级结构及次级声源之间布放误差传感器 ， 通过 自适应算法对次级声源进行实时控制 ， 实现对 三维 空间入射声波的有源吸收。 此处 ， 次级声源及传感器 共 同构 成 了有源 吸声 结构 [】 。 有 源 吸声结 构 的控制 目标可设定为反射声波总功率 (反 射声功率) ， 平板 型有 源 吸声 结构理 论 模 型如 图 1 所示 。 其中， 初级结构建模为无限大障板 中的简支矩 形平板 (初级板) ； 次级声源的辐射声场可以等效为 外力激励下的平板辐射声场[1 引， 也可建模成简支矩 形平板 ( 次级板) 。初、 次级板平行 ， 且 间距远小于声 波波 长 。吸声结 构 沿 轴 及 Y 轴方 向的长度 分别 为 和 z ， 初 、 次级板间距为 z 及声速均为 和 C。 。设入射声波为平面波 ， 入射声 波 与 轴夹角为 ， 入射声波在 ． roy 平面内的投影 腔体 内外的介质密度

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