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某车载电源方舱复合吸声结构研究
| 论文题名： | 某车载电源方舱复合吸声结构研究 |
| 关键词： | 移动电源车;车载电源方舱;复合吸声结构;微穿孔板;玻璃棉;空腔结构 |
| 摘要： | 移动电源车是一种专用应急车辆，广泛应用于指挥通讯、医疗救护以及工程抢险等社会生产生活的各个方面。移动电源车发电时将产生较大的噪声，因其柴油发电机组一般都是定制的，所以难以从噪声源处理。为了降低噪声，车载电源方舱需安装吸声结构。本文以微穿孔板吸声结构为研究对象，通过分析单层/双层微穿孔板吸声结构和微穿孔板/吸声材料复合结构的吸声特性，提出吸声结构的设计方案。 首先，基于微穿孔板吸声结构的经典理论，利用传递矩阵法建立了单层/双层微穿孔板吸声结构的理论模型，通过单层/双层微穿孔板吸声系数声学实验，验证了理论模型的正确性。 之后，基于建立的理论模型，分析了几何参数变化对单层/双层微穿孔板吸声结构声学特性的影响。根据车载电源方舱可提供的空间，利用粒子群算法优化了单层/双层微穿孔板吸声结构吸声性能，优化后的单/双层微穿孔板吸声结构吸声能力均有提升，双层微穿孔板吸声结构的吸声性能优于单层，但其在高频段的性能不佳。 其次，针对双层微穿孔板吸声结构的高频吸声性能不佳的问题，提出微穿孔板/吸声材料复合结构。基于 COMSOL建立了三聚氰胺吸音海绵和玻璃棉吸声材料有限元仿真模型，通过声学实验，验证了仿真模型的正确性，对比分析了两种材料的声学特性，得出玻璃棉吸声性能较好；分析了玻璃棉填充微穿孔板背腔不同方式的声学特性，微穿孔板-玻璃棉-空腔复合结构和微穿孔板-玻璃棉复合结构的吸声性能相近，但前者减少了玻璃棉材料，并通过声学实验验证了两种复合结构仿真计算的正确性；基于正交试验，分析了几何参数及其交互作用对微穿孔板-玻璃棉复合结构声学特性的影响，结果表明材料厚度和穿孔率的交互作用对峰值吸声系数和平均吸声系数的影响最大，材料厚度对峰值共振频率具有决定性的影响。 接着，构建了微穿孔板-玻璃棉复合结构的椭圆基神经网络代理模型，利用多岛遗传算法优化了该结构的吸声性能；并基于优化后的微穿孔板参数，分析了空气层厚度变化对微穿孔板-玻璃棉-空腔复合结构吸声系数的影响，确定了微穿孔板-玻璃棉-空腔复合结构优化方案。与微穿孔板-玻璃棉结构相比，优化方案可以减少 25%的材料，其平均吸声系数为0.76，吸声性能仅下降了2.45%。 最后，基于声学间接边界元法，在 LMS Virtual Lab软件中仿真分析了安装微穿孔板-玻璃棉-空腔复合吸声结构前后舱内外声场的变化。结果表明：安装该结构后，方舱内部测点的降噪约为10 dB，方舱外部四个测点的平均降噪效果约为 10 dB，证明所提出的优化后的微穿孔板-玻璃棉-空腔复合结构方案降噪效果明显。 |
| 作者： | 王飞萌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王良模;黄健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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