水声吸声尖劈的低频吸声特性及其背衬影响规律

作     者：钟杰 管峰 杨海滨 赵宏刚 温激鸿 ZHONG Jie;GUAN Feng;YANG Haibin;ZHAO Honggang;WEN Jihong

作者机构：国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 海军研究院北京100161 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第5期

页      面：142-156页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52201386 11991032 52171327) 

主　　题：水声吸声尖劈 低频 输入阻抗 边界效应 

摘      要：水声探测技术的低频化发展对水声吸声尖劈(Underwater sound-absorbing wedge,USAW)的低频吸声性能提升提出了迫切需求。以侧重低频吸声性能的视角,从建模分析方法、低宽频吸声特性和背衬影响规律三个方面入手,重新审视水声吸声尖劈的低宽频吸声特性。首先,基于分层等效-传递矩阵方法,建立了背衬输入阻抗与吸声尖劈总输入阻抗之间的解析关系,指出了背衬条件对吸声尖劈吸声性能影响的必然性,并发现传统建模方法忽略基体材料的剪切效应对表征吸声尖劈的吸声性能影响非常小,而忽略排布间隙水域则会高估其低频吸声性能。然后,系统比较吸声尖劈和吸声平板的吸声特性差异发现,若仅关注低频吸声性能,吸声尖劈并不比等厚度的吸声平板更优,其优势主要体现在兼顾低频和宽带吸声设计方面。最后,深入比较吸声尖劈在几种典型背衬下的吸声特性表明,不同背衬条件对吸声尖劈的低频吸声性能影响显著,并进一步阐释了相关影响机理。