闭空间开口声传入的边界控制

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建筑物中用于自然通风和采光的门窗等开口常成为室外噪声传入的主要路径。开口声传入控制方法包括开口结构设计、在开口中使用吸声材料等,但低频控制效果不明显。开口声传入的有源噪声控制分为两类,一是利用交错窗形成管道采用有源控制,二是直接在开口面上均匀布放有源控制系统。本文研究开口边界控制,即在开口边界上布放次级源来降低室外噪声的传入。首先,建立自由空间开口中声场理论模型,对自由空间中的开口声传输控制进行仿真,分析不同开口尺寸、次级源配置和入射角度对控制效果的影响,对开口边界控制的有效控制频率进行估计。结果表明开口边界控制的有效上限频率对应的波长和开口短边长相当。对于窄开口,开口边界布放的控制效果可优于均布开口的控制效果。其次,基于模态展开法,结合镜像原理和开口边界条件,建立无限大障板上一面开口的矩形箱内声场模型,采用边界元仿真验证该模型的正确性。对矩形箱开口声传入的有源控制进行仿真,分析不同次级源配置、矩形箱深度及初级源入射角度对有效控制频率的影响。结果表明正入射的边界控制性能较斜入射差,大角度入射时,边界控制效果的差异不明显。最后,针对矩形箱开口声传入开展实验,验证数值仿真的结果,分析不同入射角度对边界控制降噪量的影响,对比次级源布放在开口边界和开口面内的控制效果,分析仿真和实验误差的产生原因。全文研究的表明在开口边界上布放次级源来降低室外噪声的传入是可行的,其有效上限频率对应的波长和开口短边长相当。对于窄开口的有源声传入控制,开口边界布放可优于开口均布的效果。
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