【技術簡報】ACTRAN在聲襯模擬中的應用

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聲襯廣泛應用於民用發動機短艙中，用來吸收風扇、渦輪以及噴流雜訊。

短艙中比較常用的聲襯形式為蜂窩夾層結構，包括穿孔板、蜂窩夾層以及背板等構成。這種聲襯對風扇雜訊有比較好的降噪效果。但這種聲襯不耐高溫，因此不能用在渦輪和噴流雜訊方面。針對這一問題，金屬多孔介質材料是一個很好的選擇，它具有耐高溫、吸聲係數高的特點，越來越多的被用作聲襯的吸聲材料。

2 技術難點

聲襯主要由穿孔板（或金屬網等）、核心吸聲材料構成。使用CAE技術模擬聲襯主要面臨以下技術難點：

局域反應聲襯需準確計算出聲襯的導納值

對局域反應聲襯，可根據其幾何和流動參數（表面穿孔率、腔深…）通過阻抗模型計算出聲襯的導納值，作為聲波方程的邊界條件，模擬出聲襯的作用。選擇合適的理論工具得到準確的導納值是這類問題的技術難點。

非局域反應聲襯需要對聲襯進行建模

而對非局域反應聲襯，聲波在主流介質和聲襯中有耦合作用，不能簡單的用導納邊界條件模擬聲襯，必須同時對聲襯進行建模。而核心吸聲材料和穿孔板的建模是這類問題的技術難點。

案例選取在荷蘭宇航院的NLRFDF測試台完成的金屬多孔介質聲襯，同時使用ACTRAN軟體進行聲襯模擬。聲襯樣品如下：

聲襯結構一兩種金屬棉材料分別定義為等價流體域。聲襯結構二中金屬網採用傳遞導納來模擬其作用，而鈦金屬棉定義為等價流體域。聲襯結構三面板是穿孔板定義為傳遞導納條件。聲襯核心由金屬棉和蜂窩夾層粘合在一起。金屬棉定義為等價流體域，蜂窩夾層（聲抗）定義為表面導納邊界條件。

從計算和試驗值對比結果來來看，趨勢基本一致，在主要頻率上，量值一致，結果吻合度比較高。

藉助ACTRAN軟體，能夠對多種聲襯結構建模和聲學分析，得到精確的聲襯插入損失結果，進而可以評估不同聲襯的吸聲效果。將ACTRAN軟體強大的聲襯模擬能力和適當的優化演算法相結合，就可以找到最優的聲襯結構，為工程設計提供了有力的理論分析工具。