亥姆霍兹方程视角下的单腔扩张管道声传播研究

"单腔扩张管道内的声传播特性研究" 这篇论文深入探讨了单腔扩张管道内的声波传播特性，由董锐、陈二云、戴韧和杨爱玲共同完成，并得到了高等学校博士点学科专项科研基金的支持。文章通过边界元方法来解决亥姆霍兹方程，以此分析单节扩张式管道的几何参数——扩张腔长度、起突点位置以及突扩比对声波传播的影响。 首先，研究发现扩张腔的长度对管道内的声压分布和传递损失有显著影响。当扩张腔长度等于声波波长的1/4奇数倍时，管道内的声压分布呈现出相似性，同时传递损失达到最大值。相反，当腔体长度为半波长的整数倍时，声波在管道中的传播受到的阻碍最小，导致传递损失最小。这表明腔体长度的选择对于控制和减少噪声至关重要。 其次，起突点的位置对传递损失的影响相对较小，但它会影响扩张腔后透射声压的波动。起突点位置的改变会导致透射声压呈现出周期性的变化，这提示设计者在考虑管道结构时需要综合考虑这个因素以优化声学性能。 最后，论文指出扩张比的增大将增加传递损失。这意味着管道扩张部分的扩大比例会增强声波的衰减，这在噪声控制领域具有实际应用价值，比如在设计通风系统或声学隔离装置时。 关键词：声传播、管道、边界元方法、传递损失 该研究为理解和优化单腔扩张管道的声学特性提供了理论基础，对于声学工程领域的设计和噪声控制策略有着重要的指导意义。边界元方法的应用为复杂几何结构下的声学问题求解提供了一种有效的数值工具，有助于未来进一步的科研工作。