一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法技术

本发明专利技术公开一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，步骤包括：1)测量待测试多孔吸声材料的流动电阻率σ；2)测量待测试多孔吸声材料的吸声系数，得到吸声系数测量值；3)对Hamet

【技术实现步骤摘要】
一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法


[0001]本专利技术涉及声学领域和材料领域，具体是一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法。

技术介绍

[0002]多孔吸声材料因其成本低、易安装、降噪效果好等优点，被广泛应用于噪声控制领域。如何根据降噪需要设计出合适的吸声材料，一直是研究的热点问题。通过研究发现，多孔声学材料的声学性能受到五个非声学参数的影响。这五个参数分别是：静态流动电阻率、孔隙率、弯曲度、粘性特征长度和热特征长度。其中，流动电阻率、孔隙率和弯曲度能通过实验获得。粘性特征长度和热特征长度则难以直接测量。然而，可以直接测量的三个参数都需要使用对应的测量仪器分别进行测试。这大大提高了材料设计初期的研发成本以及操作难度。为了能够既便利又较为准确的获得这些参数，使用驻波管声学测量的反演识别方法可用作替代。
[0003]现有的反演识别方法可分为两种。一种是使用不同的声学模型与优化算法，在实验测得部分非声学参数和材料声学特性的前提下，反演识别出剩余的参数。另一种是通过改变获得材料声学特性的实验方法，反演识别出材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用标准阻抗管测量待测试多孔吸声材料的所述流动电阻率σ。2)利用标准阻抗管测量待测试多孔吸声材料的吸声系数，得到吸声系数测量值；3)建立Hamet
‑
Berengier声学模型，并利用全局优化算法对Hamet
‑
Berengier声学模型进行反演求解，得到待测试多孔吸声材料的孔隙率φ、弯曲度α
∞
；4)建立Johnson
‑
Champoux
‑
Allard声学模型，并利用全局优化算法对Johnson
‑
Champoux
‑
Allard声学模型进行反演求解，得到待测试多孔吸声材料的粘性特征长度Λ和热特征长度Λ
′
；5)将待测试多孔吸声材料的流动电阻率σ、孔隙率φ、弯曲度α
∞
、粘性特征长度Λ和热特征长度Λ
′
分别输入到Hamet
‑
Berengier声学模型和Johnson
‑
Champoux
‑
Allard声学模型中，得到不同频段下的吸声系数估计值，分别记为吸声系数第一估计值和吸声系数第二估计值；6)对不同频段下的吸声系数估计值、吸声系数测量值进行曲线结合，输出吸声系数曲线。2.根据权利要求1所述一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，其特征在于，多孔吸声材料非声学参数包括流动电阻率σ、孔隙率φ、弯曲度α
∞
、粘性特征长度Λ和热特征长度Λ
′
。3.根据权利要求1所述一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，其特征在于，利用标准阻抗管测量待测试多孔吸声材料的流动电阻率σ的步骤包括：1)分别在声源发生侧和样品放置侧布置标准阻抗管；其中，声源发生侧的标准阻抗管上有三个传声器安装位置，按从左至右的顺序，将传声器分别安装在第一、第三号安装位置内；2)将待测试多孔吸声材料放置在样品放置侧的标准阻抗管内，该侧阻抗管内有一个与管径等大、与阻抗管材料一致的圆盘，记为刚性终端；所述刚性终端可在管内平移滑动；令待测试多孔吸声材料的后表面紧贴刚性终端，测量此时待测试多孔吸声材料前表面的声阻抗比Z
sp
。3)保持待测试多孔吸声材料位置不变，移动刚性终端位置，使待测试多孔吸声材料的后方形成一个深度为L的空腔，测量此时待测试多孔吸声材料前表面的声阻抗比Z
′
sp
；计算此时待测试多孔吸声材料后表面的声阻抗Z
L
，即：Z
L
＝
‑
jρc cot(k0L)#(1)式中，ρ为空气密度，c为声速，k0为波数且k0＝2πf/c；f为频率；j为虚数；L为空腔深度；4)计算待测试多孔吸声材料的传播常数k
m
，即：式中，2l表示待测试多孔吸声材料的厚度；5)计算待测试多孔吸声材料的特征阻抗Z
m
，即：Z
m
＝jZ
sp
tan(2k
m
l)#(3)
式中，j为虚数；6)计算待测试多孔吸声材料的流动电阻率σ，即：式中，ω为圆频率。4.根据权利要求1所述一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，其特征在于，利用标准阻抗管测量待测试多孔吸声材料的吸声系数包括传递函数法。5.根据权利要求1所述一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，其特征在于，所述Hamet
‑
Berengier声学模型和Johnson
‑
Champoux
‑
Allard声学模型经过了训练，训练目标函数如下所示：R(X)＝∑|α
ω
‑
α
E
|2#(5)其中，α
ω
表示吸声系数计算值，αE表示吸声系数历史实测值；R(X)为吸声系数计算值、吸声系数历史实测之间的差值平方和。6.根据权利要求1所述一种使用阻抗管反演多孔吸声材料非声学参数的预测方法，其特征在于，所述Hamet
‑
Berengier声学模型使用流动电阻率σ、孔隙率φ和弯曲度α
∞
来描述多孔声学材料的声学特性；在Hamet
‑
Berengier声学模型中，复波数k和特征阻抗Z
c
分别如下所示：分别如下所示：式中，ω为圆频率；φ为材料的孔隙率；其中，动态密度ρ
H
(ω)和体积模量K
H
(ω)分别如下所示：(ω)分别如下所示：式中，γ表示空气的比热比，ρ0表示空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺岩松，罗旭辉，徐中明，张志飞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：