برآورد رفتار جذب صوتی پانل ترکیبی متشکل از الیاف کنف و صفحات میکروسوراخ‌دار در فرکانس‌های زیر 2500 هرتز

مقدمه: در دو دهه اخیر، رشد سریع صنایع و شهرنشینی باعث به وجود آمدن مشکلات متعددی همچون آلودگی صوتی شده است. یکی از مهمترین روش‌های حذف یا کاهش آلودگی صوتی استفاده از جاذب‌های صوتی است. معمولاً جاذب‌های صوتی متداول در محدوده فرکانسی پایین ناکارآمد بوده‌اند. برای بهبود خواص جذب در این فرکانس‌ها می توان از ترکیب‌های مختلفی بهره‌گرفت. این مطالعه با هدف، بررسی رفتار جذب صوت پانل ترکیبی الیاف کنف و صفحات میکرو سوراخ دار انجام گرفت. روش کار: بعد از صحت سنجی نتایج الیاف کنف با روش عددی المان محدود ، 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 چیدمان‌های مختلف لایه‌های پشتی صفحه میکروسوراخ‌دار، خصوصیات ساختاری mpp و ضخامت و عمق مختلف لایه‌ها 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. یافته ها: نتایج صحت‌سنجی نشان داد که روند مدل fem با نتایج آزمایشگاهی (لوله امپدانس) منطبق است. همچنین چیدمان لایه‌های 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 تعیین‌کننده فرکانس رزونانسی است، اما در عمق یکسان، جنس و خصوصیات ماکروسکوپیک لایه‌های پشت mpp نقش مهمی در این زمینه داشته ‌است. همچنین در ساختارهایی‌که عمق بیشتری از لایه هوا نسبت به جاذب داشتند، در قطر (سوراخ) و عمق  (محفظه) مشابه، ماکزیمم جذب حاصل شد. نتیجه گیری: پانل ترکیبی مطابق ساختار a با قطر سوراخ 0/5mm و درصد سوراخ شدگی 2% می‌تواند 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، می‌توان در محدوده فرکانسی خاص، جذب مناسبی را بدست آورد. در این زمینه استفاده از روش برآورد عددی برای تعیین رفتار جذب صوتی یک ماده، می‌تواند با دقت بالایی جایگزین روش‌های سخت و هزینه بر آزمایشگاهی شود.

estimation of sound absorption behavior of combined panels comprising kenaf fibers and micro-perforated plates below 2500 hertz

introduction: natural materials are more efficient and attractive than synthetic materials. in this study, the sound absorption behavior by natural kenaf composite and micro-perforated panel (mpp) at low and medium frequency region was investigated.material and methods: initially, the results of kenaf fibers with a thickness of 10 mm were validated by the finite element method (fem) based on comsol multiphysics 5.3a. the studied combined panel is consisting kenaf fibers with micro-perforated plates and an air layer. this study examined the varying arrangement of the behind layers of the mpp, the different thickness of the layers, and the structural parameters of mpp. the structure with the best absorption coefficient was chosen for the following stage and was considered constant at each stage.results: the arrangement of composite layers indicated a strong direct effect on the sound absorption performance; as we discovered that kenaf fibers behind mpp led to better performance in frequencies below 2500 hz. in addition to the chamber depth behind the mpp, the material and macroscopic properties of the layers, at the same depth, are also important determinants of the exact point of the resonant frequency. furthermore, configurations in which air layer depth is more than the absorption layer, with the same diameter (hole) and depth (chamber), maximum resonant absorption peak is achieved.conclusion: low-frequency sounds can be successfully dissipated by combining mp plates with kenaf fibers as reinforcing absorber in combined panel. in general, choosing the optimum structural parameters (composite panel according to structure a with 0.5 mm hole diameter and 2% perforation percentage) allows a significant absorption at a specific frequency range. in this context, the use of numerical estimation to assess the sound absorption behavior can be meticulously substituted the difficult methods and laboratory costs.