Matlab 具有周期性分布的死角孔的饱和空气多孔材料的声学特性

本文对直主孔含侧空腔（死角）的饱和空气多孔介质中的声传播进行了理论和数值研究。侧腔位于沿每个主孔周期性间隔的“节点”上。研究了侧向空腔分布中周期性的影响，并单独考虑了紧间隔死角的低频极限。结果表明，吸附系数和透射损失受主孔的粘滞损失和热损失及其射孔速率的影响。长或短死角的存在显著地改变了材料的声学特性，并能显著地增加低频（几百赫兹）的吸收。这在很大程度上取决于死角的几何形状（直径和长度）、每个节点的数量以及沿传播轴的周期性。这些影响主要是由于主孔中的声速较低和死角孔中的热损失。将模型预测结果与实验结果进行了比较。提出了几厘米厚的材料在几百赫兹处显示增强的低频吸收的可能设计。

复现结果

复现结果

本文提出了一种具有横向周期间隔死角的直孔中的波传播模型。利用该模型的低频极限来推导该微观结构下多孔材料的有效性能。该模型预测了薄（仅几厘米）材料板实现强低频吸声的可能性。预测在低频时，主孔隙中的声速显著降低。反过来，这种低声速导致吸收系数的增加远远低于死角唯一共振所预测的频率。声速的降低不仅可以通过增加死角的长度来实现，还可以通过每个节点的死角数量或减少死角之间的间距来实现式（43）。声速的降低是由于孔隙中流体的有效压缩性由于死角的存在而发生了变化，而有效密度不受影响式（33）和（34）。这表明，上述低频吸收系数的增加是填充主孔和死角的流体之间热交换的结果。预测的吸收系数和传输损耗与全传输矩阵模型和FEM COMSOL模拟结果进行了比较。并利用3D打印材料的实验结果对模型进行了验证。在相当薄的样品中观察到低频吸收峰，与模型预测一致。本研究的模型为低表面射孔率的薄低频多孔吸收器的设计提供了一种简单有效的工具。