【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及在管道内控制声能量的传播方向的
,特别是涉及一种利用声阻抗不连续,在管道内把目标频率的声波分离为行波和驻波区域,从而控制目标频率的声波的能量传播方向的方法。
技术介绍
:在管道内,当声波频率低于最低截止频率时,声波为沿管道轴线传播的一维的平面波。声波在管道内的传播,通常会由于管道内声阻抗的不连续,例如横截面的突变、旁支管或末端声负载的存在,造成声波的反射。为了获得无边界反射的条件,通常在管道末端加特殊的吸声材料或者微穿孔板吸声器,但最大理论吸声系数难以达到1。
技术实现思路
:本专利技术要克服现有技术的上述缺点,提供一种在有限长管道的一端获得无反射的声学边界条件的控制方法。本专利技术通过合理设计声阻抗不连续的位置和数值,可以在刚性壁管道内把目标频率的声波分离为行波和驻波区域,控制目标频率的声波的能量传播方向,在有限长管道的一端获得无反射的声学边界条件,最大理论吸声系数可达到1,同时将声波能量限制在管道的另一端。本专利技术所述的管道内行波和驻波区域分离的控制方法,包括以下步骤:1)根据声波的角频率ω,设计管道的横截面尺寸和长度L,使声波的频率低于管道的最低截止频率。对于圆形截面管道,管道半径r应该满足 r < 1.8412 c 0 ω , ]]>对于矩形截面管道,最大横截面尺寸a应该满足 a < c 0 2 , ]] ...
【技术保护点】
管道内行波和驻波区域分离的控制方法,包括以下步骤:1)根据声波的角频率ω,设计管道的横截面尺寸和长度L,使声波的频率低于管道的最低截止频率;对于圆形截面管道,管道半径r满足r<1.8412c0ω,]]>对于矩形截面管道,最大横截面尺寸a应该满足a<c02,]]>其中c0为环境温度下的管内流体的声速。平面波声源从管道的一端入射,管道的末端为刚性端盖;2)设计声阻抗不连续的位置和数值,声阻抗可以写为实部声阻和虚部声抗之和Zb=Rb+jXb声阻Rb和声抗Xb的位置和数值应满足如下关系:Rb=ρ0c0cos2[ω(L‑x0)/c0], (1)Xb=ρ0c012sin[2ω(L-x0)/c0],---(2)]]>其中x0(0<x0<L)为声阻抗不连续与平面波声源的距离,ρ0c0为管内流体的特性阻抗;当设计的声阻抗不连续的位置和数值满足公式(1)‑(2)时,角频率为ω的声波在声源到声阻抗不连续位置区域([0,x0])为行波,在声阻抗不连续位置到刚性端盖的区域([x0,L])为驻波;声波的声能量一 ...
【技术特征摘要】
1.管道内行波和驻波区域分离的控制方法,包括以下步骤:1)根据声波的角频率ω,设计管道的横截面尺寸和长度L,使声波的频率低于管道的最低截止频率;对于圆形截面管道,管道半径r满足 r < 1.8412 c 0 ω , ]]>对于矩形截面管道,最大横截面尺寸a应该满足 a < c 0 2 , ]]>其中c0为环境温度下的管内流体的声速。平面波声源从管道的一端入射,管道的末端为刚性端盖;2)设计声阻抗不连续的位置和数值,声阻抗可以写为实部声阻和虚部声抗之和Zb=Rb+jXb声阻Rb和声抗Xb的位置和数值应满足如下关系:Rb=ρ0c0cos2[ω(L-x0)/c0], (1) X b = ρ 0 ...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖永雄,张瑶,卢奂采,劳伦斯·伯格曼,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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