黃菲 宋艷萍 田麗汝 李綏化（通信作者）

（黑河學(xué)院，黑龍江 黑河 164300）

引言：現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展下，產(chǎn)品噪聲問題備受關(guān)注，如家用電器中的空調(diào)、洗衣機(jī)、駕駛室內(nèi)噪聲、輪胎噪聲等，因此，深入優(yōu)化產(chǎn)品噪聲設(shè)計(jì)迫在眉睫。相關(guān)研究人員需要基于產(chǎn)品噪聲治理角度，加強(qiáng)對(duì)帶孔隙隔聲結(jié)構(gòu)聲傳播特性的計(jì)算，以期根據(jù)計(jì)算結(jié)果，科學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)品隔聲構(gòu)件，將噪聲控制在合理范圍內(nèi)。

一、復(fù)雜帶孔隙聲傳播特性計(jì)算方法

相關(guān)研究人員就隔聲結(jié)構(gòu)提出剛性假設(shè)，帶孔隙聲傳播特性計(jì)算方法在孔隙尺寸較小、計(jì)算上限頻率低于孔隙截止頻率時(shí)，計(jì)算速度和計(jì)算精確度較高，具有實(shí)際研究的意義。在傳遞矩陣法支持下，研究人員構(gòu)建了多種復(fù)雜孔隙元件的聲傳遞損失計(jì)算解析模型；根究平面假設(shè)下孔隙聲傳播特性進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)條件為：m=7、n=7在散射聲場(chǎng)為時(shí)末，端m的=正1 4系、數(shù)n=7[1，]。e=計(jì)α算/ε公、式K表=ε示（為ε：為孔隙半徑）；k（波數(shù)）、α

根據(jù)平面波原理進(jìn)行假設(shè)：孔內(nèi)平面波是基于入射波與反射波疊加ρ產(chǎn)生的，假設(shè)條件為：R0（抗阻實(shí)部）、X0（抗阻虛部）；k（波數(shù)）、為空氣密度、c（波速）、h為孔隙深度；基于此，相關(guān)研究人員推導(dǎo)出圓孔傳遞速率表達(dá)方式為：

矩形孔表達(dá)式為：

研究人員不斷總結(jié)研究方式、計(jì)算方法，積極運(yùn)用傳遞矩陣法推導(dǎo)平面波假設(shè)條件下，一定深度孔隙聲傳遞速率、聲傳播損失計(jì)算公式。并就產(chǎn)品孔隙出入口界面處的聲輻射抗阻進(jìn)行計(jì)算，基于不同類型孔隙，產(chǎn)生的輻射阻抗不盡相同，以就不同孔隙類型的聲輻射抗阻計(jì)算方式進(jìn)行研究。

二、孔隙出入口界面處的聲輻射抗阻分析

（一）圓孔

1.圓孔末端聲場(chǎng)一般為半自由場(chǎng)，聲輻射抗阻計(jì)算方法為：

將圓孔計(jì)算方法實(shí)際運(yùn)用在產(chǎn)品隔聲結(jié)構(gòu)降噪計(jì)算中，可進(jìn)一步研究孔隙類型對(duì)聲傳播特性的影響，需要就相同孔徑、不同孔深多種情況進(jìn)行驗(yàn)證，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。

（二）矩形孔

將矩形孔長(zhǎng)設(shè)為a，b為寬，長(zhǎng)寬比可表示為β=b/a，聲輻射抗阻計(jì)算方法為：

經(jīng)過隔聲結(jié)構(gòu)聲傳播特性計(jì)算分析驗(yàn)證，將傳遞矩陣法實(shí)際運(yùn)用在孔隙損失計(jì)算中，假設(shè)矩形界面長(zhǎng)a=20mm，寬b=20mm、孔深L為100mm，運(yùn)用上述計(jì)算方法，可得出正確的結(jié)論，可驗(yàn)證模型建立的正確性，保證產(chǎn)品降噪的可靠性。相關(guān)研究人員通過研究推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)孔徑對(duì)孔聲傳遞損失影響較大，當(dāng)孔徑減少的情況下，會(huì)在整個(gè)頻帶內(nèi)提升聲傳遞損失參數(shù)，致使聲傳遞損失曲線向高頻率趨勢(shì)上升[2]。

（三）錐形孔

實(shí)際將此種計(jì)算方法應(yīng)用到錐型孔隙產(chǎn)品隔聲結(jié)構(gòu)聲傳播特性計(jì)算中，可具體得計(jì)算出錐型孔聲輻射傳遞損失。

三、以實(shí)際案例分析帶有孔或隙隔聲結(jié)構(gòu)的聲傳播特性計(jì)算方法

以轎車車門之間的孔隙產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行研究，車門與車身之間存在一條縫隙，實(shí)際處理過程中，相關(guān)研究人員將車門與車身之間的縫隙設(shè)定為矩形截面細(xì)縫，尺寸為20×180×70mm3，根據(jù)上文中提到的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，構(gòu)建了仿真模型，根據(jù)模型計(jì)算出車門與車身細(xì)縫的聲傳遞損失，反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，盡量將計(jì)算誤差控制在合理范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，細(xì)縫第一階波頻率為859.6Hz，根據(jù)頻率范圍1000～4000Hz進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)細(xì)縫內(nèi)部存在高階波能量傳遞，未在合理的頻率范圍內(nèi)；有研究人員通過計(jì)算推到，按照平面波原理進(jìn)行推斷聲傳遞損失，發(fā)現(xiàn)當(dāng)波長(zhǎng)小于孔隙即kr<5時(shí)，評(píng)估結(jié)果在較好的狀態(tài)下，誤差在可控制范圍內(nèi)；當(dāng)計(jì)算頻率超過孔隙截止頻率時(shí)，聲傳遞損失計(jì)算誤差逐漸加大，為帶有孔或隙隔聲結(jié)構(gòu)的聲傳播特性提供了可靠的計(jì)算依據(jù)。

結(jié)論：綜上所述，通過研究不同類型的孔隙隔聲體聲傳播特性建模計(jì)算方法，重點(diǎn)探究了復(fù)雜帶孔隙聲傳播特性計(jì)算方法、大尺寸帶孔隙聲傳播特性計(jì)算方法，并基于三維波動(dòng)方程解析下進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo)，一定程度上提供了帶有孔或隙隔聲結(jié)構(gòu)的聲傳播特性通用解析計(jì)算方法，保證計(jì)算結(jié)果誤差控制在合理范圍內(nèi)，通過實(shí)例解析說明，驗(yàn)證計(jì)算方法的準(zhǔn)確性和優(yōu)越性，為帶孔隙類隔聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供科學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)，最大限度降低產(chǎn)品噪聲，降低了聲輻射阻抗求解的復(fù)雜程度。