[发明专利]用于计算弹性闭孔材料隔声性能的方法、系统及存储介质

说明书

本发明的一种用于计算弹性闭孔材料隔声性能的方法、系统及存储介质，通过测定弹性闭孔材料的物理性能参数与实验环境参数；在弹性闭孔材料的外部，根据声场方程写出声速场与声压场的表达式；在弹性闭孔材料的内部，根据Biot孔隙弹性理论分别写出固相、流动相的位移场与应力场的表达式；在边界层上将声速场与位移场、声压场与应力场分别对应联立，获得不同频率下的隔声量。本发明解决了弹性闭孔材料隔声性能的预测问题，将弹性闭孔材料隔声系数与材料参数的关系概括到一个模型方程中，只需要将材料参数与不同频率代入即可计算出不同频率下弹性闭孔材料的隔声性能，具有较好的预测准确性，对弹性闭孔材料在隔声领域的应用有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及弹性闭孔材料隔声技术领域，具体涉及一种用于计算弹性闭孔材料隔声性能的方法、系统及存储介质。

背景技术

弹性闭孔材料作为一种轻质隔声材料得到了广泛的应用。然而，要准确预测弹性闭孔材料的隔声性能是很困难的。对于弹性闭孔材料隔声性能的预测通常采用等效模型的方法，即把弹性闭孔材料等效为单层实心材料或者多层复合结构，但是对应的等效参数只凭经验取值，很难准确获取，而且由于材料存在共振吸声的特征，使得这种预测方法准确度很低。

发明内容

本发明提出的一种用于计算弹性闭孔材料隔声性能的方法、系统及存储介质，可解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于计算弹性闭孔材料隔声性能的方法，包括以下步骤：

测定弹性闭孔材料的物理性能参数与实验环境参数；

对于弹性闭孔材料的外部，根据声场方程确定声速场与声压场的表达式；

对于弹性闭孔材料的内部，根据Biot理论分别确定固相、流动相的位移场、应力场的表达式；

在材料表面设立边界条件，将声速场与位移场、声压场与应力场分别对应联立，获得不同频率下的隔声量。

进一步的，弹性闭孔材料外部的声速表示为：

弹性闭孔材料外部的声压表示为：

式中，I_R、I_T为反射、透射声振幅，ω为角频率，k_x、k_y为表面平行方向与法方向上的波数。

进一步的，弹性闭孔材料内部的两相位移场表示为：

式中，

ρ_a＝hρ₀(ε’-1),P＝A+2N,N＝E₁/2(1+υ)

A＝υE₁/(1+υ)(1-2υ),E₁＝E_m(1+iη),Q＝(1-h)E₂,R＝hE₂其中，k₁、k₂、k_t为慢、快纵波与横波的波数，k_1y、k_2y、k_ty为其法向分量，ρ_a为固相与流动相的耦合密度；

E₂为流动相的体变模量，b为两相的粘滞耦合因数，在孔隙为圆柱体结构的情况下，有：