含覆层圆柱空腔的声学材料水下吸声特性研究

作     者：王世博 胡博 张昊阳 陈骋 陈峰 WANG Shibo;HU Bo;ZHANG Haoyang;CHEN Cheng;CHEN Feng

作者机构：哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2024年第43卷第14期

页      面：103-111,141页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 070206[理学-声学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(52271342,52171333,52250344) 领军人才团队建设项目(3072022FSC0501) 湛江市创新创业团队引育“领航计划”项目(211207157080994) 

主　　题：低频吸声性能 吸声覆盖层 圆柱空腔 多层覆层结构 参数呈梯度变化 

摘      要：针对增加水下空腔谐振型声学材料的孔隙率导致吸声系数下降的问题,在声学材料的圆柱空腔外包覆多层覆层结构,提出了含覆层圆柱空腔的声学材料。采用有限元方法计算了声学材料的吸声系数,相比含圆柱空腔的声学材料,覆层圆柱空腔使声学材料具有更低的吸声频带和更高的吸声能力。通过计算单极共振频率揭示吸声机理,覆层圆柱空腔比圆柱空腔具有更低的单极共振频率,使声学材料的频带更低。功耗密度场分布结果表明,多层覆层结构提供了更多的交界面,声波的散射增强从而声能损耗加剧。研究了多层覆层结构的模量和厚度分布形式对吸声性能的影响,模量呈正梯度变化与厚度呈负梯度变化的多层覆层结构分布形式能够使吸声覆盖层获得较好的低频吸声性能。