主要研究内容:(1)单层静电纺纳米纤维膜:通过阻抗管测试吸声性能,分析材料各结构参数对单层非织造材料实测吸声性能的影响;(2)多层复合材料:在实测吸声系数的基础上,分析受声面(双层)以及中间层(三层)的材料类型,纤维直径以及孔隙率对吸声性能的影响;(3)数学理论模型:基于瑞利模型以及亥姆霍兹共鸣器,结合声波在介质中的传播方程以及在截面积突变界面处的声学边界条件,得出单层多孔材料以及双层复合材料吸声理论模型;(4)进行数值模拟仿真,探究各材料结构参数对吸声性能的影响并进行吸声性能实验验证,进一步验证数学理论模型的正确性.结果表明:(1)单层静电纺纤维薄膜:在相同空腔深度条件下,材料的直径越小以及孔径越小,其在中低频段的吸声性能越好;提高材料的孔隙率可使材料的吸声共振频率向低频移动,且提高全频段上的吸声系数.(2)双层复合吸声体:对于双层复合非织造材料而言,吸声性能随着受声面材料纤维直径的减小而逐渐增强,并且与受声面材料的孔隙率成正比;对于穿孔板与无纺布复合的双层材料而言,复合后的材料全频段的吸声性能得到了提高,尤其是低频段的吸声系数提高程度较大.(3)三层复合材料:与单层,双层复合材料相比,在声音的全频段上吸声性能均得到了显著的提高,低频段吸声系数的增长更为显著,并且其吸声系数随着中间层材料的孔隙率的增加而增加.(4)数学理论模型验证:结合声音在各材料边界的条件公式以及各结构参数进行数学模拟仿真,理论模型吸声性能曲线走向趋势与实验所得较为一致,材料各结构参数与吸声系数的关系与实验所得一致.但由于多孔材料孔径不一且相互连通等特点使得上述吸声理论模型存在一定局限性,理论数值与实际测量数值存在一定差异性,对吸声系数的数值不具有参考价值.
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