[发明专利]一种基于量纲分析计算双层复合结构开孔泡沫铝的吸声系数的方法

说明书

本发明公开了一种基于量纲分析计算双层复合结构开孔泡沫铝的吸声系数的方法，包括如下过程：获取双层复合结构开孔泡沫铝所有的独立参数；根据所述独立参数的基本量纲，从独立参数中选取重复参量，所述重复参量包括：第一层开孔泡沫铝的背后空腔深度、第二层开孔泡沫铝的表观密度和噪声频率；利用所述独立参数和重复参量构建所有的无量纲量；根据所述所有的无量纲量得到吸声系数的表达式；求解吸声系数的表达式中的未知参量，得到最终的吸声系数的表达式。采用本发明的方法来计算复合结构吸声系数值误差较小、有效可靠，能够为设计性能优良的复合结构提供理论基础。

技术领域

本发明涉及吸声降噪以及量纲分析领域，具体涉及一种基于量纲分析计算双层复合结构开孔泡沫铝的吸声系数的方法。

背景技术

目前，随着人们对噪音污染治理的重视，越来越多的吸声材料以及复合吸声结构得以应用。但由于环境的复杂性，噪声的频率范围广，单一的吸声材料已经很难满足对噪声的治理要求，复合吸声结构得到越来越广泛的应用。但对于复合结构的设计，最常用的方法有三种。一是通过实验来测量复合结构的吸声系数来获得相对性能较为优异的复合结构，但该方法实验量繁重且误差很大无法准确得到最优组合；二是通过神经网络来预测吸声系数，但神经网络预测样本数据的需求较高，神经网络有很强的非线性拟合能力，但在预测的过程中，只能通过拟合预测，不能解释其推理过程和依据，在数据处理上神经网络具有很强的随机性，选择的训练数据不同，预测值也不同，很难确保选定的训练数据是最好的；三是建立吸声材料模型，多孔材料作为典型高效的吸声材料，在建立模型时，内部孔的分布和形状不能与实际完全一致，存在较大的偏差，对模型进行吸声模拟时，误差很大。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的不足，提供一种基于量纲分析计算双层复合结构开孔泡沫铝的吸声系数的方法，采用本发明的方法来计算复合结构吸声系数值误差较小、有效可靠，能够为设计性能优良的复合结构提供理论基础。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于量纲分析计算双层复合结构开孔泡沫铝的吸声系数的方法，包括如下过程：

获取双层复合结构开孔泡沫铝所有的独立参数；

根据所述独立参数的基本量纲，从独立参数中选取重复参量，所述重复参量包括：第一层开孔泡沫铝的背后空腔深度、第二层开孔泡沫铝的表观密度和噪声频率；

利用所述独立参数和重复参量构建所有的无量纲量；

根据所述所有的无量纲量得到吸声系数的表达式；

求解吸声系数的表达式中的未知参量，得到最终的吸声系数的表达式。

优选的，所述独立参数包括：第一层开孔泡沫铝的厚度、第二层开孔泡沫铝的厚度、第一层开孔泡沫铝的孔径、第二层开孔泡沫铝的孔径、第一层开孔泡沫铝的表观密度、第二层开孔泡沫铝的表观密度、第一层开孔泡沫铝的声压差、第二层开孔泡沫铝的声压差、第一层开孔泡沫铝背后空腔深度、第二层开孔泡沫铝背后空腔深度、第一层开孔泡沫铝和第二层开孔泡沫铝的基体密度、噪声频率和双层复合结构开孔泡沫铝的吸声系数。

优选的，利用所述独立参数和重复参量构建所有的无量纲量的过程包括：

利用重复参量构建如下无量纲量：