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基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法技术

技术编号:46590840 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:25
本发明专利技术公开了一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法。包括以下步骤:首先,构造吸声单胞初始构型;接着将吸声单胞初始构型中的空腔离散为若干个在轴向上等高的单元空腔层,从而获得吸声单胞离散构型,并构造预测函数;再基于预测函数,对吸声单胞离散构型优化后获得吸声单胞初次优化构型;然后,将共振体放置于吸声单胞初次优化构型的相邻两个单元空腔层之间,从而形成吸声单胞完整构型并构造黑盒函数;基于黑盒函数,利用优化方法对吸声单胞完整构型进行优化后,获得吸声单胞最终构型。本发明专利技术方法设计的水下吸声覆盖层能够同时实现低频吸声及宽频吸声,其平均吸声系数提高到了86%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水下吸声材料设计领域的一种水下吸声覆盖层的设计方法,具体涉及了一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法


技术介绍

1、在水下环境中,水声学具有不可替代的重要地位,广泛应用于海洋监测、水下通信、资源勘探以及军事防御等众多关键领域。由于水媒介的特殊性质,水下声波相较于空气中的声波,其传播速度和衰减特性存在显著差异,具体表现为声速的改变以及衰减过程的显著减缓。这种特性使得水下声信号能够传播更远的距离,但同时也带来了复杂的声音反射、散射以及干扰问题,导致水下声学环境极为复杂。在这样的环境中,高效的声音吸收技术显得尤为关键,它能够帮助降低噪声水平,减少信号干扰,提高声学设备的性能和可靠性,对维护水下环境的声学秩序和保障各类水下活动的顺利进行具有重要意义。

2、然而,传统的水下声吸收材料和技术存在诸多局限性。例如,早期的alberich声学吸声涂层虽然为水声吸收领域奠定了基础,但其吸声性能在低频段往往较差,且难以在整个宽广的频率范围内实现理想的吸声效果。随着水下声学应用场景的不断拓展,对于能够同时满足低频和宽带吸声性能的材料需本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,所述吸声单胞初始构型包括粘弹性基体和设置于粘弹性基体内部的空腔,所述吸声单胞初始构型为轴对称结构,空腔的截面为梯形,远离应用物体表面的空腔半径小于靠近应用物体表面的空腔半径。

3.根据权利要求2所述的一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,所述粘弹性基体包括粘弹性顶层、粘弹性中间层和粘弹性底层,粘弹性中间层的两侧分别布设有粘弹性顶层和粘弹性底层,粘弹性中间层的...

【技术特征摘要】

1.一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,所述吸声单胞初始构型包括粘弹性基体和设置于粘弹性基体内部的空腔,所述吸声单胞初始构型为轴对称结构,空腔的截面为梯形,远离应用物体表面的空腔半径小于靠近应用物体表面的空腔半径。

3.根据权利要求2所述的一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,所述粘弹性基体包括粘弹性顶层、粘弹性中间层和粘弹性底层,粘弹性中间层的两侧分别布设有粘弹性顶层和粘弹性底层,粘弹性中间层的内部中空设置并且粘弹性中间层的内部形成截面为梯形的空腔,靠近粘弹性顶层的空腔半径小于靠近粘弹性底层的空腔半径。

4.根据权利要求1所述的一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,所述s3具体为:

5.根据权利要求4所述的一种基于空腔谐振与局域共振耦合的水下吸声覆盖层设计方法,其特征在于,所述s3中,优化方法包括遗传算法、模式寻找算法、粒子群算法、代理模型算法、多目标优化算法、帕累托优化算法和...

【专利技术属性】
技术研发人员:周政甫赵华昌尹冰轮曲绍兴
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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