(19)中华 人民共和国 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 202111616789.X (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市屯溪路193号 (72)发明人 李家柱　马远生　周学峰　马庆丰　 徐小红　毕传兴　陈剑　叶望青　 李伟　毕义周　唐升　 (74)专利代理 机构 南京业腾知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32321 代理人 白玉娟 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G01H 17/00(2006.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种周期排列任意数量大矩形开口声传递 损失的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种周期排列任意数量大矩 形开口声传递损失的计算方法， 首先定义多矩形 开口的坐标系， 然后建立多矩形开口耦合的互辐 射阻抗表达式， 接着建立多矩形开口两侧截面处 的力平衡式， 然后计算考虑粘滞阻尼效应的开口 内特征阻抗和特征波数表达式， 进而建立开口两 端的声传递矩阵， 基于力平衡式和声传递矩阵， 建立各开口声波出射口处质点振速与入射声压 关系式， 最后求得耦合声传递损失。 本发明可 以 实现考虑开口间互耦合和粘滞阻尼 效应的任意 数量大矩形开口传递损失的准确计算。 权利要求书5页 说明书11页 附图1页 CN 114330060 A 2022.04.12 CN 114330060 A 1.一种周期排列任意数量大矩形开口声传递损失的计算方法， 对于贯穿壁面的多个大 矩形开口， 处在壁面一侧的是矩形开口声波入射侧， 处在壁面另一侧的是矩形开口声波出 射侧， 入射侧矩形开口宽度为2ai1、 2ai2、 ......、 2ain， 长度为2bi1、 2bi2、 ......、 2bin， 面积为 Si1、 Si2、 ......、 Sin， 出射侧矩形开口宽度为2ao1、 2ao2、 ......、 2aon， 长度为2bo1、 2bo2、 ......、 2bon， 面积为So1、 So2、 ......、 Son， 任意两个矩形开口的中心距为r12、 r13、 ......、 rmn， 其特征在于， 所述计算方法按如下步骤 进行： 步骤a、 定义 坐标系 以其中第h个矩形开口在入射端横截面的几何中心为坐标原点， 以垂直于矩形开口声 波入射侧截面并朝向矩形开口声波透射侧的方向为z轴正方向， 以平行于矩形开口声波入 射侧截面的长度方向一侧 为y轴正方向， 以平行于矩形开口声波入射侧截面的宽度方向一 侧为x轴正方向， 建立观察 坐标系； 首先假定平面波斜入射到矩形开口， 入射声压pi以θi， 的角度入射到第h个矩形开口， 为声波入射到第h个矩形开口过程中产生的反射声压， 而 为在此开口入射端产生的辐 射声压， 和 分别为矩形开口入射侧内部声压及其质点振速， 为此开口透射端的辐射 声压， 和 为此开口内部 透射端口声压及其质点振速； 步骤b、 计算任意两个矩形开口 的互辐射阻抗 按式(1)计算获得任意两个矩形开口 的互辐射阻抗 式(1)中j为虚数单位， ρ0＝1.2kg.m‑3kg·m‑3为空气密度， c0＝340m·s‑1为空 气中的声 速， 为第i个矩形开口的特征波数， r为第i个矩形开口与第h个矩形开口的中心距； 根据模 态正交性， 只考虑m＝p， n＝q的情况， 表示第i个矩形开口与第h个矩形开口在z＝0处 的互辐射阻抗， 当i ＝h时， 为第h个矩形开口在声 波入射端的自辐射阻抗； 步骤c、 计算矩形开口声 波入射侧截面处的力 第h个矩形开口入射端辐射声压导 致的力 可表达为： 式(2)中， H为矩形开口数量， 为第i个矩形开口入射端产生的辐射声压， S0h为入射侧 第h个矩形开口的横截面积， 为第h个矩形开口内第(m， n)阶高阶波所对应的截面 模态振型； 按式(3)计算获得第h个矩形开口声 波入射侧截面处的力平衡式如下： 式(3)中， 为入射声压， 为声波入射到第h个矩形开口过程中产生的反射声压， 为第h个矩形开口入射侧内部声压；权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114330060 A 2其中， 第h个矩形开口 的内部声压 及内部质点振速 的计算公式为： 式(4)和(5)中， 和 为第(m， n)阶高阶波的模态 声压和质点振 速， 为第h个矩形 开口在z轴方向上传播的第(m， n)阶高阶波的波数， 和 分别表示孔隙内传播介质中的特 征阻抗和特 征波数； 当需考虑粘滞阻尼效应时， 应代入考虑粘滞阻尼效应的Zc和kc， 即： 式(5.1)中， 特 征阻抗Zc和特征波数kc的表达式为： 式(6)和(7)中， j为虚数 单位， S0为入射侧矩形开口 的横截面积， Y′＝jωC(ω)S0           (9) 式(8)和(9)中， j为虚数 单位， S0为入射侧矩形开口 的横截面积， ω为角频率， 式(10)和(11)中， γ＝1.4为介质的比热比， ρ0＝1.2kg.m‑3kg·m‑3为空气密度， c0＝ 340m·s‑1为空气中的声速， μ＝1.86 ×10‑5Pa·s为剪切粘度， Cp＝1010J·kg‑1·K‑1为恒 温比热， λ＝0.026W ·m‑1·K‑1为导热系数， 此外， 对于横截面为矩形的孔隙或者开口， 横截 面形状影响系数 Fr( η )的计算公式为： 在式(12)中， j为虚数单位， ω为角频率； 在实际计算时， 求和上限s和t可通过收敛性分 析获得， 且有： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114330060 A 3