水声覆盖层低频耦合吸声机理及调控规律研究

摘要

水声覆盖层对于水下航行器声隐身性能的影响重大.为增强水声覆盖层的低频吸声性能,基于有限元法建立了局域共振结构内嵌到空腔型覆盖层中的复合模型,研究了其在10～2000 Hz频段内的吸声性能,采用局域共振理论分析复合模型中薄膜质量块的结构振型,结合复合模型中空腔型覆盖层的振动位移云图分析了复合模型的吸声机理.此外,通过调整模型的几何参数,得到影响吸声性能变化的规律.研究结果表明:1)空腔型覆盖层与局域共振结构的耦合可提高低频吸声效果,拓宽吸声频带;2)复合结构的吸声机理为,下半部分空腔变形实现纵波向横波的转化,局域共振结构的向上振动消耗声能,二者共同作用,提高吸声系数;3)耦合产生的吸声峰,其峰值主要随覆盖层损耗因子的增大而增大,其频率主要随薄膜面积的增大而向高频移动.研究结果可为声学覆盖层的设计提供理论依据.