(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210620713.2 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 电力规划总院有限公司 地址 100120 北京市西城区安德路6 5号 (72)发明人 李青霞　韩宇超　魏桓　苏燊燊　 叶天贵　胡世尧　 (74)专利代理 机构 南京行高知识产权代理有限 公司 32404 专利代理师 李晓 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/10(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 穿孔板及膜腔复合型隔声罩及其隔声性能 仿真计算方法 (57)摘要 本发明提出了一种穿孔板及膜腔复合型隔 声罩及其隔声性能仿真计算方法， 隔声罩是由复 合隔声板构成的罩体， 所述复合隔声板包括由外 至内叠加的背板、 吸声填充层、 薄膜层、 框架 板以 及穿孔板， 所述薄膜上附着有均匀布置的质量 块。 并且基于COMSOL  Multiphysics建立了穿孔 板及膜腔复合型隔声罩的仿真模 型， 模拟隔声罩 在实际声场中的隔声效果。 对穿孔板及膜腔复合 型声学结构仿真发现， 隔声量曲线变得平滑， 改 善了隔声性能， 特别是对中低频噪声有较好的控 制效果。 权利要求书1页 说明书7页 附图10页 CN 115203890 A 2022.10.18 CN 115203890 A 1.一种穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 隔声罩是由复合隔声板构 成的罩体， 所述复合隔声板包括由外至内叠加的背板、 吸声填充层、 薄膜层、 框架板以及穿孔板， 所述 薄膜层上附着有均匀布置的质量 块。 2.根据权利要求1所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述背板为厚度为 1.8—2.2m m的钢板。 3.根据权利要求1所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述吸声填充层为 厚度为19—21m m的玻璃丝棉。 4.根据权利要求1所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述薄膜层是厚度 为0.45—0.5 5mm的硅胶薄膜， 薄膜上施加预应力。 5.根据权利要求1所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述框架板的厚度 为28—32mm， 采用树脂材料， 所述框架板围成的内部空间由横向及竖向的隔板划分成整齐 排列的正方 形胞元， 每个胞元的边长为38—40m m。 6.根据权利要求5所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述薄膜层 贴合框 架板的一 面在对应 每个胞元的正中位置设置一个质量 块。 7.根据权利要求6所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述质量块为重量 为0.2—0.3g的圆柱形质量 块。 8.根据权利要求1所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述隔声罩包括正 方体刚框架， 所述复合型隔声板固定安装在框架上， 且复合型隔声板的四周由隔音条封闭。 9.根据权利要求1所述的穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 其特征在于， 所述复合隔声板的 总体厚度为58—62m m。 10.一种穿孔板及膜腔复合型隔声罩的隔声性 能仿真计算方法， 其特征在于： 包括以下 步骤： （1） 基于COMSOL  Multiphysics建立穿孔板及膜腔复合型隔声罩的有限元模型， 声场区 域由1/4球构成， 在COMSOL中通过在模型对称面处施加对称边界条件来完成对完整隔声罩 模型的仿真计算； 其中在空气声场区域的最外部建一个完美匹配层用来吸收声波， 模拟无 反射边界， 将一个单极子无指向性声源放置在 隔声罩对称面中间位置处来模拟噪声源， 计 算穿孔板及膜腔复合型隔声罩的隔声性能； （2） 在COMS OL中通过设置域点探针或者建立测点的方式来得到声场区域 内任意位置的 声压级数值， 在穿孔板及膜腔复合型隔声罩仿真模型中需设立四个域点探针， 域点探针的 位置选择在距离隔声罩各个面板中心1m远处； （3） 选用自由三角形面网格对隔声罩进行网格划分， 除完美匹配层区域外的其他声场 区域选择自由四面体网格划分方式， 保证声波在单位波长内至少有5 ‑6个网格单元， 自由四 面体网格的最大尺寸小于340[m/s]/1000[Hz]/6， 完美匹配层的区域采用扫掠的方式划分 网格； （4） 为了计算穿孔板及膜腔复合型隔声罩的插入损失， 需要先计算在安装隔声罩前的 声场分布， 首先验证无反射边界是否正确， 然后计算得到在未安装隔声罩时各个测 点的声 压级曲线； （5） 通过 各测点的插 入损失曲线研究隔声罩 不同频段下的隔声特性。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115203890 A 2穿孔板及膜腔复合型隔声罩及其隔声性能仿真计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及低频降噪领域， 尤其涉及一种薄膜型隔声罩。 背景技术 [0002]近几年， 噪声污染问题越来越突出， 已经是社会公认的环境污染问题之一。 由于低 频噪声频率低， 波长较长， 穿透能力强， 不容易衰减， 导致人们对低频噪声的控制没有显著 的效果。 为了提高对低频噪声的隔声效果， 通常会采用增大材料厚度的方式来提升结构的 隔声性能， 虽然通过增加厚度可以在一定程度上改善隔声性能， 但效果并不理想， 厚度增加 一倍， 隔声量只能提高大约6dB。 所以用增加厚度的方式来提升隔声效果， 并不适用于对质 量有严格要求的工作场合。 [0003]为了实现对低频噪声的有效控制， 以及在隔声结构轻量化设计和绿色环 保的要求 下， 就需要打破传统结构质量定律的 限制。 在这个情况下， 声 学超材料的出现为解决这些问 题提供了新的思路。 声学超材料可以通过对其材料和结构参数进行调节， 实现对声波的传 播方向和强度的控制 。 局域共振声学超材料是一类基于局 域共振原理， 较为常见 的声学超 材料， 由于弹性波在传播过程中与声 学结构的强烈耦合作用， 可以阻止弹性波的继续传播， 并且能够实现小尺寸结构控制大波长声波。 近几年， 对于新型局 域共振结构轻量化的研究 持续进行着， 这些结构在低频降噪方面有着出色的性能， 其中薄膜型局 域共振声学超材料 具有较强的代表性， 由于其具有轻薄易实现， 并且在低频声 学性能优良等优势， 成为了近几 年声学领域研究的热点。 [0004]经过近几年对于薄膜型声学超材料的研究， 已经衍生出很多新型薄膜型声学超材 料。 但是大多数 的研究还都是针对单胞结构和小尺寸试件， 对于大型薄膜型声学结构的研 究较少， 薄膜型隔声罩的研究更少 。 这是因为大尺寸薄膜型声学结构会受到大量复杂因素 的影响， 并且其声学性能会远远低于单胞结构。 同时薄膜型隔声罩是 由大量的单胞结构组 成， 并且每个单胞模 型的尺寸很小， 这就造成了薄膜型隔声罩结构 十分复杂， 计算过程中需 要划分大量的网格， 占用大量的计算资源， 并且薄膜型声学结构在实际应用中有着一定的 局限性， 由于 薄膜本身比较薄， 易破损， 这就导致了 薄膜结构对使用环境和运输过程的要求 比较高。 发明内容 [0005]发明目的： 提供一种对低频噪声能够有效控制的穿孔板及膜腔复合型隔声罩及其 隔声性能仿真计算方法。 [0006]技术方案： 一种穿孔板及膜腔复合型隔声罩， 隔声罩是由复合隔声板构成的罩体， 所述复合隔声板包括由外至内叠加的背板、 吸声填充层、 薄膜层、 框架板以及穿孔板， 所述 薄膜层上附着有均匀布置的质量 块。 [0007]进一步， 所述背板为厚度为1.8—2.2m m的钢板。 [0008]进一步， 所述吸声填充层为厚度为19—21m m的玻璃丝棉。说　明　书 1/7 页 3 CN 115203890 A 3