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悬挂模块吸声体的优化设计及其在腔体噪声控制中的应用

发布时间:2022-10-27   点击次数:77次
  在船舶噪声控制中,由于船舱空间狭窄,导致实施减振降噪措施困难,减小低频噪声更难.在现有的噪声控制方法中,主动噪声控制(ANC)主要用来控制低频噪声,且占用空间小,但成本较高,技术也还不够成熟.被动噪声控制中,大部分吸声材料和阻尼材料能有效地控制中高频噪声,但当用于减小低频噪声时,因为要求的材料厚度较大而难以应用.为了经济简便地控制低频噪声,开发了长T型吸声体(TAR).TAR由两根互相垂直的管子组成,其中一根很短的管子两端开口,另一根较长的管子两端封闭.TAR主要通过声共振进行吸声,具有较大的长细比,容易安装在结构表面或嵌入结构中,占用空间小.并且TAR的管道越长,控制的频率就越低,狭长的管道还能吸收更多的声能.另外TAR具有多模态特性,经过适当设计,能使用单个TAR控制多个频率的噪声,减少所需TAR个数,提高噪声控制工作效率.TAR的安装位置对其控制效果有很大影响,一般需要使用优化算法进行计算.在之前对TAR的研究中,都是用单目标优化分别计算控制各阶模态的TAR安装位置,但这并没有考虑控制不同模态的TAR之间的耦合,导致整体的控制效果与理想控制效果有一定差别.解决的方法是使用多目标优化,对所有TAR的安装位置进行全局优化.本文用理论与实验相结合的方法来研究TAR在腔体低频噪声控制中的优化设计问题,且就下列几项展开了深入,系统的研究:1)建立腔体与吸声体的声学耦合理论模型;2)通过基于遗传算法和爬山算法的单目标与多目标优化方案,探讨在单模态和多模态腔体噪声控制中吸声体的位置优化问题;3)创新性地开发"用一个TAR来控制两个不同频率噪声"的设计方法.实验结果表明,本文的理论模型,优化算法和设计方法是有效的,基于本文理论所设计的TAR能在低频噪声控制中展示出优异的性能.
 

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