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2016-11-09 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
1 背景描述
聲襯廣泛應(yīng)用于民用發(fā)動機(jī)短艙中,用來吸收風(fēng)扇、渦輪以及噴流噪聲。
短艙中比較常用的聲襯形式為蜂窩夾層結(jié)構(gòu),包括穿孔板、蜂窩夾層以及背板等構(gòu)成。這種聲襯對風(fēng)扇噪聲有比較好的降噪效果。但這種聲襯不耐高溫,因此不能用在渦輪和噴流噪聲方面。針對這一問題,金屬多孔介質(zhì)材料是一個很好的選擇,它具有耐高溫、吸聲系數(shù)高的特點(diǎn),越來越多的被用作聲襯的吸聲材料。
2 技術(shù)難點(diǎn)
聲襯主要由穿孔板(或金屬網(wǎng)等)、核心吸聲材料構(gòu)成。使用CAE技術(shù)模擬聲襯主要面臨以下技術(shù)難點(diǎn):
? 局域反應(yīng)聲襯需準(zhǔn)確計(jì)算出聲襯的導(dǎo)納值
對局域反應(yīng)聲襯,可根據(jù)其幾何和流動參數(shù)(表面穿孔率、腔深…)通過阻抗模型計(jì)算出聲襯的導(dǎo)納值,作為聲波方程的邊界條件,模擬出聲襯的作用。選擇合適的理論工具得到準(zhǔn)確的導(dǎo)納值是這類問題的技術(shù)難點(diǎn)。
? 非局域反應(yīng)聲襯需要對聲襯進(jìn)行建模
而對非局域反應(yīng)聲襯,聲波在主流介質(zhì)和聲襯中有耦合作用,不能簡單的用導(dǎo)納邊界條件模擬聲襯,必須同時對聲襯進(jìn)行建模。而核心吸聲材料和穿孔板的建模是這類問題的技術(shù)難點(diǎn)。
3 案例介紹
案例選取在荷蘭宇航院的NLRFDF測試臺完成的金屬多孔介質(zhì)聲襯,同時使用ACTRAN軟件進(jìn)行聲襯模擬。聲襯樣品如下:
聲襯結(jié)構(gòu)一兩種金屬棉材料分別定義為等價流體域。聲襯結(jié)構(gòu)二中金屬網(wǎng)采用傳遞導(dǎo)納來模擬其作用,而鈦金屬棉定義為等價流體域。聲襯結(jié)構(gòu)三面板是穿孔板定義為傳遞導(dǎo)納條件。聲襯核心由金屬棉和蜂窩夾層粘合在一起。金屬棉定義為等價流體域,蜂窩夾層(聲抗)定義為表面導(dǎo)納邊界條件。
從計(jì)算和試驗(yàn)值對比結(jié)果來來看,趨勢基本一致,在主要頻率上,量值一致,結(jié)果吻合度比較高。
4 總結(jié)
借助ACTRAN軟件,能夠?qū)Χ喾N聲襯結(jié)構(gòu)建模和聲學(xué)分析,得到精確的聲襯插入損失結(jié)果,進(jìn)而可以評估不同聲襯的吸聲效果。將ACTRAN軟件強(qiáng)大的聲襯模擬能力和適當(dāng)?shù)膬?yōu)化算法相結(jié)合,就可以找到最優(yōu)的聲襯結(jié)構(gòu),為工程設(shè)計(jì)提供了有力的理論分析工具。
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