浅析隔音材料声学灵敏度的重要意义

隔音板，隔音棉，吸音板，吸音棉虽然叫法不同，都是属于隔音材料(吸音材料)，隔音材料(吸音材料)的声学灵敏度分析在机械优化设计中具有重要意义，它揭示了结构振动引起的声学量（声压、声强和声功率等）与设计变量间的函数关系[1～13]，对其进行寻优分析，可指导修改声学材料的声源结构参数与激励频率，为产品低噪声设计提供优化方向，达到降噪的目的。下面由上海盘隆建材有限公司带大家进一步了解相关知识。

　　近年来，隔音材料(吸音材料)结构声辐射灵敏度研究已成为国内外研究的热点之一。盘隆建材声学提出了基于有限元法的模态灵敏度和频响灵敏度分析方法；盘隆建材声学研究学者提出了基于边界元法的声学形状灵敏度计算方法；Cunefare K A基于边界元法推导出了结构辐射能量对声源表面法向速度的灵敏度；Koo B U将基于边界积分方程的声学形状灵敏度计算公式应用于三维声学灵敏度的分析[5]；Ricardo S 基于边界元法计算了三维声学形状灵敏度；盘隆建材声学设计专家提出了多域边界元法计算声学灵敏度的方法；Kim N H基于有限元和边界元法提出了结构声学耦合灵敏度分析；与此同时，国内学者也开展了一些声学灵敏度研究的工作。

　　对上述这些研究方法大都是基于有限元法、边界元法的。有限元法对隔音棉结构内部声场的分析具有显著的优点，但是它需要对整个分析区域进行离散，计算量大，同时在计算外部声场时，截止边缘难以划分，并由此带来误差。边界元法作为一种半解析数值方法，具有较高计算精度，同时具有降维性且自动满足远场辐射条件等优点，梯度吸音棉在处理声学问题时边界元方法具有更大的优越性，被广泛应用于结构体声辐射计算和声学灵敏度分析中；然而在基于边界元法的声学灵敏度计算过程中，不仅要通过繁复的数值积分获得系数矩阵，还要处理边界积分方程（BIE）中的各阶奇异积分，同时由于需要对设计参数进行求导使得奇异积分的处理更加困难。虽然盘隆建材高效阻燃聚酯纤维吸音板通过一定的正则化方法，可以对奇异性进行降阶处理，但其处理过程是非常烦琐的且计算量庞大，计算效率不高，不利于向工程领域推广应用。（本文来自盘隆建材）