变截面消声管道耦合Helmholtz腔结构的声学性能

来源：江苏大学学报·自然科学版杂志2024年第1期北京时间：

作者：吴卫国，毕佳楠，魏崴

单位：江苏大学 土木工程与力学学院， 江苏 镇江 212013

摘要：基于局域共振理论与管道消声理论，设计了一种变截面消声管道耦合Helmholtz谐振腔的声学超材料结构，并运用COMSOL软件进行仿真研究.在此基础上，探讨了变截面声学超材料结构的几何参数对吸声系数峰值的影响，运用声学试验测试了该声学超材料结构的声学性能.结果表明：该变截面声学超材料结构在低频范围（200~600 Hz）内可实现良好的吸声效果；通过改变管道小孔的截面半径，可以实现声学超材料结构固有频率的定向调节；与普通Helmholtz腔相比，该声学超材料结构的吸声系数峰可在一定低频范围内移动，提高了结构在低频范围内的吸声效果，拓宽了吸声系数峰值对应频率的范围；声学超材料结构的几何参数得到了优化，具有良好的吸声效果.

关键词：声学超材料, 变截面管道, Helmholtz谐振腔, 低频, 吸声系数, 管道消声理论

基金资助：  国家自然科学基金资助项目（1601480029）