ComsolMatlab 螺旋孔多孔超材料高温吸声性能研究
参考文献：Zhang, Weitao, Xuewei Liu, and Fengxian **n. "Sound absorption performance of helically perforated porous metamaterials at high temperature." Materials & Design 225 (2023): 111437.
为了研究螺旋孔多孔超材料(HPPM)在高温下的吸声性能，建立了高温理论模型。通过有限元仿真对理论模型进行了验证，得到了较好的结果。通过在均匀多孔材料上穿孔三维螺旋孔，声波可以通过这些延伸的宏观螺旋孔更充分地进入多孔材料基体，从而在高温下获得良好的低频吸声效果。结果表明，随着温度的升高，超材料与空气之间的阻抗匹配变得更好，从而提高了低频吸声能力。与均匀多孔材料相比，平均吸收系数大大提高，特别是在较高温度下。不同温度下的声压和能量耗散数值结果表明，该数值值较高温度增强了非峰值频率的压力扩散效应，导致高声压区域的能量耗散更多。螺旋孔径大、基音低的螺旋孔多孔材料在低频范围内具有较好的吸声性能。该材料可用于高温下的低频吸声。
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模型构建
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网格划分
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边界条件
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求解器range(10,10,1000)Hz
论文结果
matlab 结果
comsol 结果
随着温度的升高，HPPM在20℃、200℃、400℃和600℃时吸声峰值频率分别为279 Hz、364H、444 Hz和516 Hz，呈增加趋势。由式(11)可知，螺旋孔眼内空气的声速随着温度的升高而增大。对于饱和空气的多孔超材料，有效声速也随温度的升高而增大。吸声峰出现在HPPM厚度等于四分之一波的频率处声波的长度。由于HPPM的厚度保持不变，共振发生时声波的波长也保持不变。因此，随着温度的升高，根据声速c与波长i的关系i= c/f，由于声速的增加，需要更高的共振频率，从而推高HPPM的吸收峰频率。与20℃时的吸声性能相比，随着温度的升高，HPPM的半吸收带宽呈现出变宽的趋势。
T=600时刻声压分布
