多元胞并联的水下低频宽带耐压吸声覆盖层设计与优化

杨将政; 应童; 李钊宇; 陶猛

doi:10.15983/j.cnki.jsnu.2024312

陕西师范大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (2) : 110 -116. DOI: 10.15983/j.cnki.jsnu.2024312

多元胞并联的水下低频宽带耐压吸声覆盖层设计与优化

杨将政, 应童, 李钊宇, 陶猛

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摘要

为在低厚度限制内有效实现低频宽带吸声并获得高耐静水压力，提出了厚度在40mm以内的多元胞并联耦合吸声覆盖层结构。该结构有多个不同结构的吸声单胞，吸声单胞由橡胶和金属组成。结合有限元法与遗传算法，确定了多元胞吸声覆盖层结构的最佳尺寸参数。结果表明：该吸声覆盖层在510Hz～10kHz频段内吸声系数均匀分布，平均吸声系数超过0.96。从位移场及能量耗散功率分布，以及等效声阻抗匹配的角度，解释了协同耦合引起的宽带吸声机理。不同的单胞结构与尺寸会影响单胞内的结构振动以及波型转换效率，利用各单胞在不同频率段上吸声系数的互补性可有效拓宽吸声带宽。