نقش توالی قرارگیری مواد جاذب طبیعی و مصنوعی در ساختارهای دو لایه مرکب در بهبود عملکرد آکوستیکی لیف طبیعی با استفاده از روش اجزاء محدود

در مطالعات متعددی عملکرد آکوستیکی مواد جاذب طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. برخی از این مواد در محدوده فرکانسی کمتر از 1000 هرتز عملکرد ضعیفی دارند. در مطالعه حاضر، سعی گردید تا نقش توالی قرارگیری ساختارهای دو لایه مرکب متشکل از الیاف طبیعی و مصنوعی در بهبود ضریب جذب صوتی لیف طبیعی در محدوده فرکانس پایین(63 تا 1000 هرتز) به وسیله مدل سازی با روش عددی اجزاء محدود بررسی گردد.

در این پژوهش، عملکرد آکوستیکی ساختارهای دو لایه متشکل از مواد جاذب طبیعی و مصنوعی با روش عددی اجزاء محدود و مدل Johnson-Champoux-Allard در نرم افزار COMSOL نسخه 5.3a بررسی گردید. مواد جاذب صوتی مورد مطالعه شامل لیف خرما، فوم پلی اورتان و لاستیک بود. همچنین، هر یک از ساختارهای دو لایه مرکب متشکل از ضخامت10 میلی متری لیف خرما به همراه ضخامت10 میلی متری از هر یک از مواد جاذب مصنوعی شامل لاستیک یا فوم پلی اورتان بود که با چینش متفاوت مواد جاذب در هر ساختار، در مجموع چهار نوع ساختار دو لایه مرکب بررسی گردید.  

جایگاه قرارگیری لیف طبیعی می تواند نقش مهمی در عملکرد صوتی ساختارهای دو لایه مرکب مورد بررسی ایفا نماید. به طوریکه در مقایسه ساختارهای دو لایه مورد بررسی با یکدیگر مشخص شد که هنگامیکه در ساختارهای دو لایه مرکب با ضخامت 20 میلی متر، لیف طبیعی به عنوان اولین لایه مواجهه یافته با صوت نرمال بود، روند عملکرد آکوستیکی تقریبا مشابه با ساختار تک لایه متشکل از ماده طبیعی با ضخامت 20 میلی متر دیده شد؛ اما، زمانی که در ساختارهای مرکب، جاذب مصنوعی اولین لایه مواجهه یافته با صوت بود، روند عملکرد جذب صوتی بهبود پیدا کرد.

بر اساس نتایج بدست آمده، ساختار مرکب دارای لایه فوقانی با چگالی بیشتر و تخلخل کمتر، روند جذب صوتی بهتری نسبت به ساختار تک لایه شامل ماده جاذب طبیعی را نشان داد.