کاهش بومینگ نویز درون کابین خودرو با استفاده از فرامواد آوایی
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1034-ISAV2025 (R2)
نویسندگان
1دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
2دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
نویز بسامد پایین، بهویژه پدیده بومینگ، یکی از چالشهای اصلی در آسایش صوتی کابین خودرو است که جاذبهای سنتی بهدلیل نیاز به ضخامت و وزن زیاد، در کنترل آن ناکارآمد هستند. این پژوهش، یک جاذب صوتی فراماده نوین با ضخامت تنها ۱۰ میلیمتر را بر پایه یک ساختار ترکیبی هزارتو-رزوناتور هلمهولتز، بهمنظور کنترل این محدوده بسامدی، طراحی و ارزیابی میکند. ساختار پیشنهادی با هدفگیری بسامدهای مشخص، امواج صوتی با طول موج بلند را از طریق مکانیزمهای اتلاف ترموویسکوز بهطور مؤثری جذب مینماید. نتایج عددی و تجربی، که از طریق آزمون لوله امپدانس صحتسنجی شدهاند، نشان میدهد که این فرامواد قادر به دستیابی به ضریب جذب صوت بالای 7/0 در بسامدهای زیر ۳۰۰ هرتز هستند؛ عملکردی که در جاذبهای EPDM متداول مشاهده نمیشود. با جانمایی این جاذبها در دیواره آتش یک مدل عددی معتبر خودرو، که صحت آن با دادههای تجربی تأیید شده است، کاهش سطح فشار صوت در موقعیت راننده به میزان ۶ الی ۱۰ دسیبل در محدوده بسامدی بومینگ، پیشبینی گردید. بنابراین، این پژوهش، راهکاری سبک و فشرده برای بهبود آسایش صوتی خودرو ارائه میدهد که بهطور همزمان به کاهش وزن، مصرف سوخت و آلایندگی نیز کمک میکند.
کلیدواژه ها
Title
Reduction of Booming Noise Inside the Vehicle Cabin Using Acoustic Metamaterials
Authors
Reza Hedayati, Abas Dalvand, Aliasghar Jafari, Shahram Azadi
Abstract
Low-frequency noise, particularly the booming phenomenon, is a major challenge in vehicle cabin acoustic comfort, as traditional absorbers are inefficient at controlling it due to their required thickness and weight. This research designs and evaluates a novel acoustic metamaterial absorber, with a thickness of only 10 mm, based on a hybrid labyrinthine-Helmholtz resonator structure to control this frequency range. The proposed structure effectively absorbs long-wavelength acoustic waves through thermoviscous dissipation mechanisms by targeting specific frequencies. Numerical and experimental results, validated through impedance tube testing, demonstrate that this metamaterial can achieve a high sound absorption coefficient of over 0.7 at frequencies below 300 Hz; a performance not observed in conventional EPDM absorbers. By integrating these absorbers into the firewall of a validated numerical vehicle model, the accuracy of which was confirmed with experimental data, a reduction of 6 to 10 dB in sound pressure level was predicted at the driver's position within the booming frequency range. Consequently, this research presents a lightweight and compact solution for enhancing vehicle acoustic comfort, which simultaneously contributes to reduced weight, fuel consumption, and emissions.
Keywords
noise, Automobile, Acoustic Metamaterials, Sound Absorption