برآورد رفتار جذب صوتی پانل ترکیبی متشکل از الیاف کنف و صفحات میکروسوراخ دار در فرکانس های زیر 2500 هرتز

در دو دهه اخیر، رشد سریع صنایع و شهرنشینی باعث به وجود آمدن مشکلات متعددی همچون آلودگی صوتی شده است. یکی از مهمترین روش های حذف یا کاهش آلودگی صوتی استفاده از جاذب های صوتی است. معمولا جاذب های صوتی متداول در محدوده فرکانسی پایین ناکارآمد بوده اند. برای بهبود خواص جذب در این فرکانس ها می توان از ترکیب های مختلفی بهره گرفت. این مطالعه با هدف، بررسی رفتار جذب صوت پانل ترکیبی الیاف کنف و صفحات میکرو سوراخ دار انجام گرفت.

بعد از صحت سنجی نتایج الیاف کنف با روش عددی المان محدود1 ، از نرم افزار COMSOL 5.3a جهت مدل سازی جذب صوتی استفاده شد. پانل ترکیبی مورد مطالعه از ترکیب صفحه میکروسوراخ دار (MPP)، الیاف کنف و لایه هوا تشکیل شده بود. در این تحقیق به ترتیب چیدمان های مختلف لایه های پشتی صفحه میکروسوراخ دار، خصوصیات ساختاری MPP و ضخامت و عمق مختلف لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. در هر مرحله، ساختاری که بهترین مقدار ضریب جذب را کسب کرده باشد؛ برای مرحله بعدی انتخاب و ثابت در نظر گرفته شدند.  

نتایج صحت سنجی نشان داد که روند مدل FEM با نتایج آزمایشگاهی (لوله امپدانس) منطبق است. همچنین چیدمان لایه های پشت MPP تاثیر مستقیمی بر عملکرد پانل ترکیبی داشته؛ بطوریکه با قرار دادن الیاف کنف در پشت MPP عملکرد بهتری در پیک فرکانسی حاصل شد. با وجود اینکه عمق محفظه پشت MPP تعیین کننده فرکانس رزونانسی است، اما در عمق یکسان، جنس و خصوصیات ماکروسکوپیک لایه های پشت MPP نقش مهمی در این زمینه داشته است. همچنین در ساختارهایی که عمق بیشتری از لایه هوا نسبت به جاذب داشتند، در قطر (سوراخ) و عمق  (محفظه) مشابه، ماکزیمم جذب حاصل شد.

پانل ترکیبی مطابق ساختار A با قطر سوراخ mm 0/5 و درصد سوراخ شدگی 2% می تواند عملکرد جذبی ضعیف محدوده باریک و پایین فرکانسی را به ترتیب با استفاده از الیاف کنف و MPP بهبود بخشد. به طور کلی با انتخاب مناسب پارامترهای ساختاری، می توان در محدوده فرکانسی خاص، جذب مناسبی را بدست آورد. در این زمینه استفاده از روش برآورد عددی برای تعیین رفتار جذب صوتی یک ماده، می تواند با دقت بالایی جایگزین روش های سخت و هزینه بر آزمایشگاهی شود.