[发明专利]耦合薄膜非线性能量阱的声腔降噪性能优化方法和装置

说明书

本发明涉及一种耦合薄膜非线性能量阱的声腔降噪性能优化方法和装置，方法包括根据声腔与薄膜非线性能量阱耦合系统的实际参数，建立系统的两自由度动力学模型；采用四五阶龙格‑库塔法获取两自由度动力学模型的时域响应结果，从而获取在预设的频率范围内、不同激励幅值下的频域响应曲线；选取频域响应曲线中存在平台的激励幅值构成的外力区间作为最佳靶能量传递区间；根据该最佳靶能量传递区间优化所述声腔与薄膜非线性能量阱耦合系统的降噪性能。与现有技术相比，本发明获取的最佳靶能量传递区间对应声腔的降噪效果，对声腔在复杂工况下的噪声进行最优化控制具有重要意义。

技术领域

本发明涉及降噪技术领域，尤其是涉及一种耦合薄膜非线性能量阱的声腔降噪性能优化方法和装置。

背景技术

薄膜非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink，NES)因强非线性刚度具有的非线性模态可以同时与声腔主系统多阶模态耦合，在一定外力激励下可以与声腔主系统实现能量共振俘获并通过自身阻尼耗散，使得声腔主系统的能量向自身进行不可逆的单向传递，即靶能量传递(Targeted Energy Transfer，TET)，从而达到抑制声腔主系统噪声的效果。研究将薄膜非线性能量阱应用于阻抗边界下规则三维声腔内的低频降噪特性，为非线性能量阱在实际复杂结构中的靶能量传递应用提供理论依据，为车内低频宽带噪声控制提供可靠的设计方法和控制策略。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耦合薄膜非线性能量阱的声腔降噪性能优化方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种耦合薄膜非线性能量阱的声腔降噪性能优化方法，包括以下步骤：

S1：根据声腔与薄膜非线性能量阱耦合系统的实际参数，建立声腔单阶带阻尼声学模态与薄膜非线性能量阱耦合系统的两自由度动力学模型；

S2：采用四五阶龙格-库塔法获取所述两自由度动力学模型的时域响应结果；

S3：计算在预设的数值分析时间内该时域响应结果的有效值，作为所述两自由度动力学模型的频域响应幅值，从而获取在预设的频率范围内、不同激励幅值下的频域响应曲线，该频域响应曲线的横坐标为频率、纵坐标为声腔声压，每种激励幅值下对应有一个所述频域响应曲线；

S4：选取频域响应曲线中存在平台的激励幅值构成的外力区间作为最佳靶能量传递区间；

S5：根据该最佳靶能量传递区间优化所述声腔与薄膜非线性能量阱耦合系统的降噪性能。

进一步地，所述两自由度动力学模型的表达式为：

其中：