نقش توالي قرارگيري مواد جاذب طبيعي و مصنوعي در ساختارهاي دو لايه مركب در بهبود عملكرد آكوستيكي ليف طبيعي با استفاده از روش اجزاء محدود

مقدمه: در مطالعات متعددي عملكرد آكوستيكي مواد جاذب طبيعي مورد بررسي قرار گرفته است. برخي از اين مواد در محدوده فركانسي كمتر از 1000 هرتز عملكرد ضعيفي دارند. در مطالعه حاضر، سعي گرديد تا نقش توالي قرارگيري ساختارهاي دو لايه مركب متشكل از الياف طبيعي و مصنوعي در بهبود ضريب جذب صوتي ليف طبيعي در محدوده فركانس پايين(63 تا 1000 هرتز) به‌وسيله مدل‌سازي با روش عددي اجزاء محدود بررسي گردد.روش كار: در اين پژوهش، عملكرد آكوستيكي ساختارهاي دو لايه متشكل از مواد جاذب طبيعي و مصنوعي با روش عددي اجزاء محدود و مدل JohnsonChampouxAllard در نرم افزار COMSOL نسخه 5.3a بررسي گرديد. مواد جاذب صوتي مورد مطالعه شامل ليف خرما، فوم پلي‌اورتان و لاستيك بود. همچنين، هر يك از ساختارهاي دو لايه مركب متشكل از ضخامت10 ميلي متري ليف خرما به همراه ضخامت10 ميلي متري از هر يك از مواد جاذب مصنوعي شامل لاستيك يا فوم پلي‌اورتان بود كه با چينش متفاوت مواد جاذب در هر ساختار، در مجموع چهار نوع ساختار دو لايه مركب بررسي گرديد.يافته ها: جايگاه قرارگيري ليف طبيعي مي‌تواند نقش مهمي در عملكرد صوتي ساختارهاي دو لايه مركب مورد بررسي ايفا نمايد. به طوريكه در مقايسه ساختارهاي دو لايه مورد بررسي با يكديگر مشخص شد كه هنگاميكه در ساختارهاي دو لايه مركب با ضخامت 20 ميلي‌متر، ليف طبيعي به‌عنوان اولين لايه مواجهه يافته با صوت نرمال بود، روند عملكرد آكوستيكي تقريبا مشابه با ساختار تك لايه متشكل از ماده طبيعي با ضخامت 20 ميلي‌متر ديده شد؛ اما، زماني‌كه در ساختارهاي مركب، جاذب مصنوعي اولين لايه مواجهه يافته با صوت بود، روند عملكرد جذب صوتي بهبود پيدا كرد.نتيجه گيري: بر اساس نتايج بدست آمده، ساختار مركب داراي لايه فوقاني با چگالي بيشتر و تخلخل كمتر، روند جذب صوتي بهتري نسبت به ساختار تك لايه شامل ماده جاذب طبيعي را نشان داد.