复合声子晶体降噪窗口制造技术

本发明专利技术公开了一种复合声子晶体降噪窗口，包括：窗口主体和设置在所述窗口主体内的N排复合声子晶体阵列，其中，每排复合声子晶体阵列具体包括：三个不同结构尺寸的局域共振声子晶体和黏附于所述局域共振声子晶体内外壁的吸声材料，其中，所述N为正整数。本发明专利技术能够获得良好的降噪效果同时，占地面积小，且具有良好的通风和采光性能。好的通风和采光性能。好的通风和采光性能。

【技术实现步骤摘要】
复合声子晶体降噪窗口


[0001]本专利技术涉及复合晶体
，尤其是涉及一种复合声子晶体降噪窗口。

技术介绍

[0002]近年来，随着城市化进程的不断加快，噪声污染已经成为城市环境污染问题的主要来源，噪声被认为是令人不愉快的声音，危害着公众的身心健康。在现代社会中出现了各种技术(主动降噪技术和被动降噪技术)对噪声进行控制，其中使用最为广泛的降噪技术为被动降噪技术，例如安装隔音屏障，阻止直达声的传播，并衰减足够的绕射声，在声屏障后侧形成一个声影区以获得良好的降噪性能，其隔音屏障主要应用于铁路和高速公路等公共场合。但是，对于声能量集中在中低频(630
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1000Hz)的交通噪声而言，声波波长较长，隔音屏障需要大的安装空间和占地面积才能对该频段的声音进行衰减以达到降噪效果，同时隔音屏障还存在自然通风和自然采光等缺陷，限制了其在民用建筑中的推广。因此，目前亟需解决隔声屏障在对交通噪声声能量集中频率范围内的声音进行降噪时，存在所需的空间大和占地面积大且通风性能差等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种复合声子晶体降噪窗口，旨在解决现有技术中的上述问题。
[0004]本专利技术提供一种复合声子晶体降噪窗口，包括：窗口主体和设置在所述窗口主体内的N排复合声子晶体阵列，其中，每排复合声子晶体阵列具体包括：三个不同结构尺寸的局域共振声子晶体和黏附于所述局域共振声子晶体内外壁的吸声材料，其中，所述N为正整数。
[0005]优选地，所述局域共振声子晶体为矩形环状结构，所述局域共振声子晶体沿所述窗口主体厚度方向依次排列设置，所述局域共振声子晶体的开口设置在所述窗口主体靠近声源侧的一侧。
[0006]优选地，同一排复合声子晶体阵列内的三个局域共振声子晶体的开口大小依次增大，具体为6mm、8mm和20mm；同一排复合声子晶体阵列内的三个局域共振声子晶体宽度沿所述窗口主体方向依次减小，具体为66mm，43.5mm和40.4mm。
[0007]优选地，所述矩形环状结构的侧壁厚度相等，均为3mm；同一排复合声子晶体阵列内的三个局域共振声子晶体高度相同，均为63.5mm，所述三个局域共振声子晶体在同一水平线上。
[0008]优选地，相邻的局域共振声子晶体之间存在间隙，所述相邻的局域共振声子晶体的竖轴中线间距沿所述窗口主体方向依次为90.75mm和76.05mm；所述相邻两排的复合声子晶体阵列存在间隙，所述相邻两排复合声子晶体阵列的横轴中心间距为140mm。
[0009]优选地，所述吸声材料具体包括以下至少之一：毛毡、密胺泡沫、EVA泡沫、泡沫铜和泡沫镍，每种吸声材料厚度的选择有1mm、3mm和5mm，其中，所有吸声材料的吸声系数均是
通过阻抗管法测量获得的，所述吸声性能最优的吸声材料黏附于所述的局域共振声子晶体里组成复合声子晶体。
[0010]优选地，所述吸声材料黏附于所述局域共振声子晶体上组成两类不同的复合声子晶体，其中，第一类复合声子晶体为在局域共振声子晶体内壁黏附吸声性能最优的吸声材料，第二类复合声子晶体为在所述的局域共振声子晶体外壁黏附吸声性能最优的吸声材料。
[0011]优选地，所述第一类复合声子晶体的制作方法包括：
[0012]通过AB胶将所述吸声材料粘在制成所述局域共振声子晶体的铝板上；
[0013]通过折弯机将所述铝板折成所述矩形环状结构，获得所述第一类复合声子晶体。
[0014]优选地，所述第二类复合声子晶体的制作方法包括：
[0015]通过折弯机将所述铝板折成所述矩形环状结构；
[0016]通过AB胶将所述吸声材料粘在所述矩形环状结构的外壁上，获得所述第二类复合声子晶体。
[0017]优选地，所述窗口主体的厚度范围为：220
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230mm。
[0018]采用本专利技术实施例，通过声子晶体，亥姆霍兹共振腔以及吸声材料产生的声散射、声谐振和声吸收的共同作用衰减声能量以达到降噪效果，其中声散射是声子晶体之间产生布拉格散射从而获得一个声禁带来衰减声音，声谐振是矩形环状结构形成的亥姆霍兹共振器通过声波在开口和共振腔之间来回运动产生共振衰减声音，声吸收是声波通过吸声材料后，材料的内摩擦和粘滞力的作用使声振动能转化成热能而消散掉。复合声子晶体窗口与传统隔声屏障比较而言，能够获得良好的降噪效果同时，占地面积小，且具有良好的通风和采光性能。
[0019]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例的第一类复合声子晶体降噪窗口结构的示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例的第二类复合声子晶体降噪窗口结构的示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例的5种吸声材料不同厚度吸声系数比较示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例的5种吸声材料5mm厚度下吸声系数比较示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例的制作第一类复合声子晶体窗口的操作步骤示意图；
[0026]图6是本专利技术实施例的制作第二类复合声子晶体窗口的操作步骤示意图；
[0027]图7是本专利技术实施例的两类复合声子晶体窗口与局域共振声子晶体窗口等效声压级衰减比较示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合声子晶体降噪窗口，其特征在于，包括：窗口主体和设置在所述窗口主体内的N排复合声子晶体阵列，其中，每排复合声子晶体阵列具体包括：三个不同结构尺寸的局域共振声子晶体和黏附于所述局域共振声子晶体内外壁的吸声材料，其中，所述N为正整数。2.根据权利要求1所述的复合声子晶体降噪窗口，其特征在于，所述局域共振声子晶体为矩形环状结构，所述局域共振声子晶体沿所述窗口主体厚度方向依次排列设置，所述局域共振声子晶体的开口设置在所述窗口主体靠近声源侧的一侧。3.根据权利要求2所述的复合声子晶体降噪窗口，其特征在于，同一排复合声子晶体阵列内的三个局域共振声子晶体的开口大小依次增大，具体为6mm、8mm和20mm；同一排复合声子晶体阵列内的三个局域共振声子晶体宽度沿所述窗口主体方向依次减小，具体为66mm，43.5mm和40.4mm。4.根据权利要求3所述的复合声子晶体降噪窗口，其特征在于，所述矩形环状结构的侧壁厚度相等，均为3mm；同一排复合声子晶体阵列内的三个局域共振声子晶体高度相同，均为63.5mm，所述三个局域共振声子晶体在同一水平线上。5.根据权利要求1所述的复合声子晶体降噪窗口，其特征在于，相邻的局域共振声子晶体之间存在间隙，所述相邻的局域共振声子晶体的竖轴中线间距沿所述窗口主体方向依次为90.75mm和76.05mm；所述相邻两排的复合声子晶体阵列存在间隙，所述相邻两排复合声子晶体阵列的横轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：华雨婷，李晓曼，谢金龙，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：