افزايش پهناي باند بسامدي جاذب‌هاي صوتي چندلايه تخت متشكل از ماده متخلخل، صفحه سوراخ‌دار و فاصلۀ هوايي

Increasing the Frequency Band of Sound Absorption for Flat Multi-Layered Absorbers Consisting of Porous Material, Perforated Panel and Air-Gap

امروزه جاذب‌هايي كه نوفه را در پهناي وسيعي از بسامدها جذب كنند و نيز كمترين فضا را در سازه به‌خود اختصاص دهند، بسيار مورد توجه است. در اين مقاله با استفاده از تركيب مادۀ متخلخل، صفحۀ سوراخ‌دار و فاصلۀ هوايي، چهار نمونه اوليه پيشنهاد شده و در ادامه به منظور افزايش ميزان و پهناي باند جذب صوتي، مشخصه‌هاي نمونه‌اي كه بيشترين جذب صوتي را داشته، استخراج شده است. براي بررسي عملكرد جذب صوتي ساختارهاي ارائه شده از روش ماتريس تبديل و روش اجزا محدود استفاده شده است. براي صحه‌گذاري مدل رياضي و نتايج روش اجزا محدود، نتايج نظري و تجربي براي دو نمونۀ مختلف از جاذب مركب مقايسه شده‌اند كه تطابق مناسبي را نشان مي دهند. نتايج نشان مي‌دهند كه ميانگين ضريب جذب صوتي مدل بهبود يافته، با ضخامت نهايي 51 ميليمتر در گسترۀ بسامدي 9/ 0، Hz – 6000 Hz 1 است كه نسبت به ساختارهاي ارائه شده در كارهاي گذشته، بدون افزايش ضخامت كلي، % 5 بهبود در ميزان جذب دارد. به عبارتي، با ضخامت كمتري به همان ضريب جذب متداول در ساختارهاي موجود در صنعت مي توان دست يافت و اين امر از نظر مهندسي بسيار مهم است؛ چون فضاي كمتري اشغال مي شود و هزينه اجرا نيز كاهش مي يابد.

Sound pollution, especially in metropolises, is a critical issue at the time being. Hence, appropriate sound absorbers which absorb higher noise in a wide range of frequencies are desirable especially when less occupied space is needed. In the present study, four primary models are proposed by combination of the porous material, micro-perforated panels and air gap. Afterwards, sound absorption coefficient was maximized in every proposed model by employing both analytical approach (transfer matrix method) and finite element method (by COMSOL Multi-physics version 4.4). Verification has been carried out by comparison with the theoretical and experimental results of previous studies. The results showed well agreement between present and previous results. Consequently, an optimized model by maximum sound absorption coefficient was proposed. The proposed model showed the average of sound absorption coefficient equal to 0.9 which is approximately 5% more than previous studies in the frequency range of 1 to 6000 Hz for 51 mm thickness of panel. In other words, the presented structure, with a less thickness has the same sound absorption coefficient of the commercial industrial structures. This is very important in terms of engineering because the presented sound absorber takes up less space and also, running costs are reduced.