微穿孔板吸声理论及基本特性

随着近代工业发展，噪声污染问题逐渐突出，同时噪声对人们健康可能造成不可逆危害。目前，使用声学材料进行防噪降噪是较为常用的方法，微穿孔板吸声结构作为理想吸音材料在各领域被广泛应用。传统微穿孔板吸声结构只有当声波频率在其固有频率附近的频带范围内时，才具有明显吸声效果，存在吸收频带窄、无法适应多频复杂噪声源、低频吸声效果差等缺点。自微穿孔板理论提出以来，相关科研者主要通过改变其设计参数来解决该问题。为更好地探索研究发展趋势，杭州爱华仪器有限公司了解到本文按照改变板、微孔以及空腔等设计参数进行分类，综述分析其研究进展，为提升微穿孔板吸声性能提供设计参考，研究结果可对预防和减少噪声产生提供一定理论支撑。

1微穿孔板吸声理论及基本特性

1.1吸声性能计算方法

微孔直径介于细管和毛细管之间，因其函数复杂，在相关领域内一直缺乏较详细研究，而马大猷教授提出微穿孔板吸声结构理论及吸声系数计算方法，首次将声电类比法引入声阻抗计算中，简化计算方法。

1.2　基本特性

微穿孔板是可调节吸收器，其吸声性能取决于自身结构设计参数，影响微穿孔板吸声特性主要因素有孔径、穿孔率、板厚和空腔深度。孔径减小可增大声阻，拓宽频带；穿孔率增大，共振频率往高频移动，吸声系数减小，吸收带宽增加；板厚增大，吸声性能增强，共振频率往低频移动但不明显；腔深增大，共振频率往低频移动，吸声系数几乎不变。

结论

(1）微穿孔板吸声系数计算重点在于声阻抗的表征，声介质静止和流动情况下表征方式有所不同。以流体作用下的声阻抗模型为应用基础，可在流体领域快速计算出微穿孔板吸声系数从而预防噪声污染。

(2）现有改变微穿孔板结构的研究多为平板状，而折叠型和波浪型等可增加强度的三维吸声体仍有开发潜力。

(3）杭州爱华仪器有限公司了解到改变微穿孔板微孔结构研究主要应致力于改变孔结构和截面形状，基于精密加工技术应以如何设计出多功能、轻质精密、适应多角度入射的微穿孔板吸声结构为主要方向。

(4）改变微穿孔板空腔结构多以深亚波长超材料为出发点，但通过加入主动可调谐机制，实现其工作频段及声学特性可根据需求主动调整的智能化结构相对研究较少。

(5）智能算法应用于优化微穿孔板的设计参数不断完善，下一步需提高目标频率范围的精准性，提供全局性最优解，有利于降低工业噪声。