CN113969861A - 具有低频声波衰减特征的声学衬垫 - Google Patents
具有低频声波衰减特征的声学衬垫 Download PDFInfo
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Abstract
声学芯部包括谐振单元阵列。阵列可包括分别限定在先谐振空间和后续谐振空间的多个耦合谐振单元,其中至少一个单元壁具有限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口。阵列可包括多个高频谐振单元,其分别限定高频谐振空间并与多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口的截面尺寸可小于在先谐振空间的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸。阵列可包括具有隔板的多个分隔谐振单元,该隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并横切对应的谐振空间,其中具有对接角的隔板的至少一个表面相对于平行于谐振单元的阵列的顶面和/或底面的平面倾斜或垂直。
Description
联邦政府资助的研究
本发明在美国运输部联邦航空管理局(FAA)授予的合同号DTFAWA-15-A-80013下利用政府支持完成。政府享有本发明的某些权利。
技术领域
本公开涉及用于衰减噪声(诸如来自涡轮机的噪声)的声学芯部。
背景技术
声学衬垫可用于阻尼或衰减声波。例如,声学衬垫用于阻尼或衰减来自涡轮机(诸如涡轮风扇发动机)的噪声以及来自其它装置(诸如风力涡轮叶片)的噪声。
示例性声学衬垫包括声学芯部,其定位在穿孔或以其它方式多孔的声学屏与大致无孔的背板之间。声学屏可耦合于包括多个谐振单元的声学芯部。穿孔或以其它方式多孔的声学屏允许声波进入声学芯部并以关于阻尼或衰减声波的方式发出。
飞行器涡轮机设计的行业趋势朝向具有越来越高的旁通比的发动机发展,例如,企图减少燃料消耗和排放物。具有较高旁通比的涡轮风扇发动机倾向于具有无量纲较薄、较短的机舱,这减少针对用于噪声衰减的声学衬垫可用的体积。此外,行业趋势朝向具有较少风扇叶片和较低旋转速度的涡轮风扇发动机发展,这增加由发动机生成的噪声频谱内的低频声波的比例。声学衬垫可受益于相对较深的谐振单元,以便使声学衬垫充分地衰减低频声波。然而,在发动机设计继续趋向于越来越高的旁通比、较少的风扇叶片以及较低的旋转速度时,用于声学衬垫的可用空间变得越来越受约束。类似地,涡轮后部的芯部衬垫试图以衬垫可用的比较地减少的体积来衰减比较低频的芯部噪声。
关于风力涡轮,行业趋势朝向较高的每涡轮能量捕获发展,这对应于较高的涡轮直径,对于该较高的涡轮直径而言,针对降低噪声操作维持较低的旋转速度呈现设计约束,该设计约束增加由风力涡轮捕获的能量的成本。声学衬垫可添加至风力涡轮叶片,允许在操作期间较安静的噪声水平或在给定噪声水平处较高的末端速度,因此降低用于风力涡轮操作的净系统成本。然而,风力涡轮叶片上的可用空间也受到约束,这继而约束谐振单元的深度和低频声波的对应衰减。通过在其中湍流效应在可观察噪声辐射中占主导地位的区域中对叶片进行声学衬垫处理,可能的是使风力涡轮噪声按比例低于当前水平。
因此,存在对改进的声学衬垫(包括在给定空间的体积内具有低频声波的改进衰减的声学衬垫)的需要。此外,存在对形成声学衬垫的改进的方法的需要,该声学衬垫具有低频声波的此类改进衰减。
发明内容
方面和优点将在以下描述中部分地阐述,或者可从描述为明显的,或者可通过当前公开的主题的实践来学习。
在一个方面中,本公开包括声学芯部。示例性声学芯部可包括谐振单元的阵列。谐振单元的阵列可包括多个耦合谐振单元,其分别限定在先谐振空间和后续谐振空间并且具有至少一个单元壁,该至少一个单元壁具有限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口。谐振单元的阵列可附加地或备选地包括分别限定高频谐振空间的多个高频谐振单元。多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元可与多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
在一些实施例中,限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口的截面尺寸可小于在先谐振空间的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸。在先谐振空间的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸可确定成邻近于一个或多个壁孔口。
此外,或在备选方案中,谐振单元中的至少一些可包括一个或多个单元壁和由一个或多个单元壁限定的谐振空间,并且谐振单元的阵列可包括多个分隔谐振单元,该多个分隔谐振单元相应地包括隔板,该隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且横切对应的谐振空间。隔板的至少一个表面可具有对接角,相对于平行于谐振单元的阵列的顶面和/或底面的平面倾斜或垂直。
在另一方面中,本公开包括声学衬垫。示例性声学衬垫可包括如本文中描述的声学芯部。
在又一方面中,本公开包括制作声学芯部和/或声学衬垫的方法。示例性方法可包括:利用声学芯部构造系统来确定用于包括谐振单元的阵列的声学芯部的构造。示例性方法可包括确定用于本文中描述的任何声学芯部的构造。经由实例,确定用于声学芯部的构造可包括确定用于多个耦合谐振单元的构造,其中多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间和后续谐振空间并且具有至少一个单元壁,该至少一个单元壁具有限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口。确定用于声学芯部的构造可附加地或备选地包括确定用于分别限定高频谐振空间的多个高频谐振单元的构造,其中多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
在又一方面中,本公开包括声学芯部构造系统。示例性声学芯部构造系统可构造成根据本文中描述的任何方法来确定用于声学芯部的构造。
在再一方面中,本公开包括具有计算机可执行指令的计算机可读介质。计算机可执行指令在由处理器执行时可构造成使处理器执行本文中描述的任何方法。经由实例,示例性计算机可读介质可包括计算机可执行指令,该计算机可执行指令在由处理器执行时使处理器执行一方法,该方法包括确定用于具有谐振单元的阵列的声学芯部的构造,并且方法可包括确定用于多个耦合谐振单元的构造,以及/或者确定用于多个高频谐振单元的构造。
在一些实施例中,多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元可限定在先谐振空间和后续谐振空间,并且可包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,该一个或多个壁孔口限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径。此外,或在备选方案中,多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元可与多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
技术方案1.一种声学芯部,其包括:
谐振单元的阵列,所述谐振单元的阵列包括:
多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间和后续谐振空间,并且包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径;以及
多个高频谐振单元,其分别限定高频谐振空间,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
技术方案2.根据技术方案1所述的声学芯部,其特征在于,限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
技术方案3.根据技术方案1所述的声学芯部,其特征在于,所述多个耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元包括多个倾斜谐振单元。
技术方案4.根据技术方案1所述的声学芯部,其特征在于,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括:具有从0.2到小于1.0的孔口减小因子,所述孔口减小因子根据关系:a=c(1-β)使所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸与所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸相关,其中β为所述孔口减小因子,“a”为所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸,并且“c”为所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸。
技术方案5.根据技术方案1所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且横切对应的谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
技术方案6.根据技术方案5所述的声学芯部,其特征在于,所述多个耦合谐振单元中的至少一些的所述后续谐振空间限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的下谐振空间,并且/或者其中所述高频谐振单元中的至少一些限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
技术方案7.根据技术方案1所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个中频谐振单元,其分别限定中频谐振空间,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元匹配,其中所述中频谐振单元中的至少一些限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
技术方案8.根据技术方案1所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且垂直于所述一个或多个单元壁中的所述至少一个定向,其中所述一个或多个单元壁中的所述至少一个相对于对应的在先谐振空间和/或对应的后续谐振空间的纵向轴线倾斜地定向。
技术方案9.一种声学芯部,其包括:
谐振单元的阵列,其中所述谐振单元中的相应谐振单元包括一个或多个单元壁和由所述一个或多个单元壁限定的谐振空间,并且其中所述谐振单元的阵列包括:
多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且横切对应的谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
技术方案10.根据技术方案9所述的声学芯部,其特征在于,所述对接角为从5度到90度,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
技术方案11.根据技术方案9所述的声学芯部,其特征在于,所述隔板包括至少一个支持物,其与所述一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成。
技术方案12.根据技术方案9所述的声学芯部,其特征在于,所述隔板以大致一致的截面厚度横切所述对应的谐振空间。
技术方案13.根据技术方案9所述的声学芯部,其特征在于,所述隔板垂直于所述一个或多个单元壁中的所述至少一个定向,所述一个或多个单元壁中的所述至少一个相对于由所述一个或多个单元壁限定的所述谐振空间的纵向轴线倾斜地定向。
技术方案14.根据技术方案9所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径。
技术方案15.根据技术方案9所述的声学芯部,其特征在于,限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口设置在所述底面近侧;并且
其中所述谐振单元的阵列包括分别限定高频谐振空间的多个高频谐振单元,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
技术方案16.一种声学芯部,其包括:
谐振单元的阵列,其中所述谐振单元中的相应谐振单元包括一个或多个单元壁和由所述一个或多个单元壁限定的谐振空间,并且其中所述谐振单元的阵列包括:
多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径;
其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
技术方案17.根据技术方案16所述的声学芯部,其特征在于,限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口包括隔板孔口阵列,其限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径的阵列。
技术方案18.根据技术方案16所述的声学芯部,其特征在于,限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口设置在所述底面近侧;并且
其中所述谐振单元的阵列包括分别限定高频谐振空间的多个高频谐振单元,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
技术方案19.根据技术方案16所述的声学芯部,其特征在于,所述谐振单元的阵列包括:
多个中频谐振单元,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元至少部分地定位成邻近于所述多个耦合谐振单元中的至少一个并且/或者由所述多个耦合谐振单元中的至少一个至少部分地包绕。
技术方案20.根据技术方案19所述的声学芯部,其特征在于,所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径横切所述多个中频谐振单元中的相应一个,所述多个中频谐振单元中的所述相应一个包括将所述路径与所述中间谐振空间分离的隔板。
这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出示例性实施例,并且连同描述用于阐释当前公开的主题的某些原理。
附图说明
包括针对本领域技术人员的其最佳模式的完整且能实现的公开在参照附图的说明书中阐述,在该附图中:
图1A示意性地描绘具有声学衬垫的示例性涡轮机的透视局部剖视图;
图1B示意性地描绘装备有具有声学衬垫的涡轮机的飞行器;
图1C示意性地描绘装备有声学衬垫的风力涡轮;
图2示意性地描绘示例性声学衬垫的一部分的等距局部剖视图;
图3A-3C分别描绘声学芯部的俯视透视图、侧视图以及仰视透视图;
图4A和图4B示意性地描绘穿过谐振单元中的孔口的示例性声音路径;
图5示意性地描绘谐振单元的谐振频率与包括在谐振单元的隔板或单元壁中的孔口的大小之间的关系;
图6A-6C示意性地描绘可包括在声学芯部中的谐振单元的示例性侧视截面视图;
图6D和图6E示意性地描绘横切谐振单元(诸如图6A或图6C的谐振单元)的谐振空间的隔板的放大侧视截面视图;
图7A-7C示意性地描绘限定穿过隔板的路径的示例性隔板孔口,或限定穿过谐振单元的单元壁的路径的示例性壁孔口的正视图;
图7D示意性地描绘包括诸如图8A-8C中示出的隔板孔口的、示例性隔板的侧视截面视图;
图8A-8D示意性地描绘横切谐振单元的谐振空间的隔板的附加示例性侧视截面视图;
图9A-9F示意性地描绘包括隔板孔口的附加示例性隔板的对应的正视图和侧视截面视图;
图10A示意性地描绘限定穿过单元壁的路径的示例性壁孔口的透视图;
图10B-10D示意性地描绘限定穿过单元壁的路径的示例性壁孔口的正视图;
图11示意性地描绘附加的示例性孔口构造;
图12A和图12B示意性地描绘示例性耦合谐振单元;
图13A-13H示意性地描绘相应的附加示例性谐振单元组的侧视截面视图;
图14A-14F示意性地描绘谐振单元的示例性阵列的俯视截面视图;
图15A-15D示意性地描绘谐振单元的示例性阵列的侧视截面视图;
图16示意性地描绘可包括在谐振单元的阵列中的附加的示例性多面体结构;
图17示出描绘增材制造声学衬垫的示例性方法的流程图;以及
图18示意性地描绘示例性声学芯部制造系统。
附图标记在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参照当前公开的主题的示例性实施例,其一个或多个实例在附图中示出。每个实例经由阐释提供,并且不应当解释为限制本公开。实际上,对本领域技术人员而言将显而易见的是,可在本公开中作出各种改型和变型,而不脱离本公开的范围。例如,示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此,意图是,本公开覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
在本文中描述用于阻尼或衰减声波的声学衬垫,以及形成此类声学衬垫的方法。声学衬垫可例如用于阻尼或衰减噪声,该噪声由涡轮机(诸如在包括商用、军用和民用飞行器的飞行器中使用的涡轮风扇发动机)的各个方面或构件生成或者从其发出。声学衬垫可用于阻尼和衰减噪声,该噪声来自多种涡轮机,包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、冲压发动机、脉冲喷气发动机、涡轮、燃气涡轮、蒸汽涡轮、船用发动机等。此外,或在备选方案中,声学衬垫可用于阻尼或衰减来自其它飞行器结构和/或风力涡轮结构的声波(包括例如由风扇叶片、涡轮叶片等生成的噪声)。声学衬垫可施加于风力涡轮的涡轮叶片,以及任何其它涡轮机的风扇叶片上的后缘、前缘或其它地方,以及其它旋转或固定的导叶或其它结构。更广泛地,声学衬垫可用于阻尼或衰减来自任何来源的声波,该任何来源可在本领域技术人员的设想内。
当前公开的声学衬垫包括具有谐振单元的阵列的声学芯部,其可构造成例如提供低频声波的改进衰减。此外,或在备选方案中,谐振单元的阵列可构造成衰减一定范围的谐振频率(包括低频声波、高频声波,和/或中频声波)。阵列内的谐振单元可包括一个或多个单元壁,和由一个或多个单元壁限定的谐振空间。
在一些实施例中,谐振单元的谐振频率可通过将一个或多个孔口设在单元壁和/或谐振单元的隔板中来降低。此类孔口表明引入波传播,这增加关于沿着谐振空间的轴向长度的主要波传播模式的波传播距离。由于此类波传播,故具有孔口的谐振单元可展示较低的谐振频率。单元壁中的一个或多个孔口可限定相应的谐振单元的在先谐振空间和后续谐振空间之间的路径。谐振单元的隔板中的一个或多个孔口可限定上谐振空间与下谐振空间之间的路径。一个或多个孔口提供具有轴向长度的组合谐振空间,其包括孔口的相对侧上的谐振空间。在一些实施例中,一个或多个孔口可选择性地构造成根据孔口减小因子来按比例缩减谐振频率,使得组合谐振空间的谐振长度超过此类谐振空间的高度或轴向长度(见例如图5)。
在具有或不具有限定穿过隔板的路径的孔口的情况下,谐振单元(具有横切谐振单元的隔板)可被称为“分隔谐振单元”。单元壁中的孔口可被称为“壁孔口”。隔板中的孔口可被称为“隔板孔口”。
谐振单元可构造为垂直谐振单元或倾斜谐振单元。如本文中使用的,用语“垂直谐振单元”是指具有带有纵向轴线的谐振空间的谐振单元,该纵向轴线遵循与单元壁等距且局部正交的路线,其中纵向轴线具有相对于谐振单元的顶面和/或底面的垂直方位。如本文中使用的,用语“倾斜谐振单元”是指具有带有纵向轴线A的谐振空间的谐振单元,纵向轴线A遵循与单元壁等距且局部正交的路线,其中纵向轴线具有相对于谐振单元的顶面和/或底面的倾斜方位。在一些实施例中,谐振单元的谐振频率可通过使谐振单元相对于声学芯部的顶面和/或底面倾斜地定向来降低。倾斜谐振单元可包括一个或多个隔板,使得倾斜谐振单元可为分隔谐振单元。此外或在备选方案中,倾斜谐振单元可限定耦合谐振单元的一部分。
谐振单元的阵列可包括一个或多个谐振单元组。用语“谐振单元组”是指以可识别的图案与彼此匹配或成组的多个谐振单元,该可识别的图案横跨谐振单元的阵列的至少一部分重复。可识别的图案可包括在几何学上与彼此配合的谐振单元,和/或调谐成衰减互补范围的谐振频率的谐振单元。谐振单元组可包括一个或多个耦合谐振单元。如本文中使用的,用语“耦合谐振单元”是指具有单元壁中的孔口的谐振单元,该单元壁毗连在先谐振空间和后续谐振空间。谐振单元组可包括一个或多个降频谐振单元,其可为低频谐振单元、高频谐振单元,和/或中频谐振单元。耦合谐振单元可限定分隔谐振单元的一部分。
如本文中使用的,用语“降频谐振单元”是指具有一个或多个结构的谐振单元,与对应的标称谐振单元相比,该谐振单元降低单元的谐振空间的谐振频率。例如,降频谐振单元可包括具有一个或多个孔口的隔板,该一个或多个孔口降低单元的谐振空间的谐振频率。此外,或在备选方案中,当单元壁中的一个或多个孔口具有降低组合谐振空间的谐振频率的孔口减小因子(诸如从0≤到<1.0的孔口减小因子)(见例如图5)时,耦合谐振单元可为降频谐振单元。降频谐振单元可调谐至任何期望的谐振频率。例如,降频谐振单元可为低频谐振单元、高频谐振单元,或中频谐振单元。
用语“标称谐振单元”是指由于修改或消除降低谐振频率所归因于的降频谐振单元的一个或多个结构而产生的谐振单元。例如,标称谐振单元将由于消除隔板而产生,该隔板包含来自谐振单元的一个或多个孔口。此外,或在备选方案中,标称谐振单元将由于减小单元壁中的一个或多个孔口的孔口减小因子,以便消除能够归因于单元壁中的一个或多个孔口的谐振频率的降低(诸如将孔口减小因子减小至0.0(见例如图5))而产生。
用语“低频谐振单元”是指调谐至谐振频率的谐振单元,该谐振频率具有对应的谐振长度,其超过谐振单元的高度或轴向长度,或者低频谐振单元包括在其中的声学芯部的高度。用语“高频谐振单元”是指谐振单元组中的谐振单元,其调谐至大于谐振单元组中的低频谐振单元的谐振频率。用语“中频谐振单元”是指谐振单元组中的谐振单元,其调谐至小于谐振单元组中的高频谐振单元且大于谐振单元组中的低频谐振单元的谐振频率。
如本文中使用的,关于主题谐振单元的用语“谐振长度”是指沿着标称谐振单元的谐振空间的纵向轴线的轴向长度,其将提供对应于主题谐振单元的谐振空间的谐振频率。对于降频谐振单元而言,单元的谐振长度超过单元的谐振空间的高度或轴向长度。对于标称谐振单元而言,谐振空间的轴向长度等于谐振长度。谐振空间的纵向轴线A大体上是指横切谐振空间的轴线,该轴线与限定谐振空间的单元壁等距,并且在波传播穿过谐振空间的方向上定向。例如,具有相对于谐振单元的顶面和/或底面的垂直方位的谐振空间将具有纵向轴线,该纵向轴线也具有相对于顶面和/或底面的垂直方位,而具有相对于顶面和/或底面的倾斜方位的谐振空间将具有纵向轴线,该纵向轴线具有相对于顶面和/或底面的对应的倾斜方位。对于包括耦合谐振单元的组合谐振空间的、曲线或不规则的谐振空间而言,纵向轴线A遵循与限定谐振空间的单元壁等距且局部正交的路线。如本文中使用的,关于谐振单元或谐振空间的用语“轴向长度”是指沿着纵向轴线A的距离L,纵向轴线A遵循与相应的单元壁等距且局部正交的路线。如本文中使用的,关于谐振单元、谐振空间和/或声学芯部的用语“高度”是指沿着法线的距离,该法线相对于顶面和/或底面垂直或径向地定向。将认识到的是,取决于谐振单元的构造,谐振单元的谐振长度可不同于谐振单元的轴向长度和/或高度。
谐振单元的“谐振频率”是指具有用于谐振单元的最大吸收系数的频率。将认识到的是,用于低频、高频和中频谐振单元的示例性频率值在本文中仅经由实例提供,而不是限制性的。示例性低频谐振单元可调谐至例如从大约200Hz到大约3000Hz(诸如从大约250Hz到大约2000Hz,或诸如从大约200Hz到大约1500Hz)的谐振频率。低频谐振单元可调谐至例如小于大约2500Hz(诸如小于2000Hz,诸如小于1500Hz,诸如小于1000Hz,或诸如小于500Hz)的谐振频率。低频谐振单元可调谐至例如至少250Hz(诸如至少500Hz,诸如至少1000Hz,诸如至少1500Hz,或诸如至少2000Hz)的谐振频率。
示例性高频谐振单元可调谐至例如从大约1000Hz到大约10000Hz(诸如从大约1000Hz到大约6000Hz,诸如从大约2500Hz到大约5000Hz,诸如从大约3000Hz到大约4500Hz,或诸如从大约4000Hz至8000Hz)的谐振频率。高频谐振单元可调谐至例如小于大约10000Hz(诸如小于大约8000Hz,诸如小于大约6000Hz,诸如小于大约5000Hz,诸如小于4500Hz,诸如小于4000Hz,诸如小于3000Hz,或诸如小于2500Hz)的谐振频率。高频谐振单元可调谐至例如至少1000Hz(诸如至少2000Hz,诸如至少2500Hz,诸如至少3000Hz,诸如至少4000Hz,诸如至少4500Hz,诸如至少5000Hz,诸如至少6000Hz,或诸如至少8000Hz)的谐振频率。
示例性中频谐振单元可调谐至例如从大约400Hz到大约6000Hz(诸如从大约1000Hz到大约4000Hz,诸如从大约1500Hz到大约3500Hz,或诸如从大约1000Hz到大约3000Hz)的谐振频率。中频谐振单元可调谐至例如小于大约6000Hz(诸如小于大约4000Hz,诸如小于3500Hz,诸如小于3000Hz,诸如小于2500Hz,或诸如小于1000Hz)的谐振频率。中频谐振单元可调谐至例如至少400Hz(诸如至少1000Hz,诸如至少2000Hz,诸如至少2500Hz,诸如至少3000Hz,诸如至少3500Hz,诸如至少4000Hz,或诸如至少5000Hz)的谐振频率。
在一些实施例中,谐振单元的阵列可使用增材制造技术产生,这可允许可提供增强的低频噪声衰减的、本文中描述的新颖谐振单元构造、几何形状,和/或特征。例如,增材制造技术的使用可允许降频谐振单元(包括耦合谐振单元和分隔谐振单元)的形成。相邻的谐振单元可与彼此共享集成形成的单元壁。此外,或在备选方案中,隔板可与一个或多个单元壁集成地形成。如本文中使用的,用语“集成地形成”意指两个或更多个特征作为同一过程的部分同时形成。例如,使用增材制造过程同时形成的声学芯部或声学衬垫的部分被认为是集成地形成的。首先形成并接着随后彼此组装或联接的声学芯部或声学衬垫的部分不被认为是集成地形成的。虽然增材制造技术可在一些实施例中被选择,但是将认识到的是,当前公开的声学衬垫、声学芯部及其特征可使用其它技术形成,并且对增材制造技术的引用不限制本公开的范围。
理解的是,用语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流的相对方向。例如,“上游”是指流体流自的方向,而“下游”是指流体流至的方向。还理解的是,诸如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等的用语为方便性词语,并且不被解释为限制性用语。如本文中使用的,用语"第一"、"第二"和"第三"可以可互换地使用,以将一个构件与另一个区分开,并且不旨在表示特定构件的位置或重要性。用语“一”和“一个”不指代数量限制,而是指代存在所引用的项目中的至少一个。
此处和遍及说明书和权利要求,范围限制被组合和互换,并且此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围,除非上下文或语言另外指出。例如,本文中公开的所有范围包括端点,并且端点能够彼此独立地组合。
如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言应用成修饰可在不具有其涉及的基本功能的对应变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此,由一个或多个用语(诸如"大约"、"近似"和"大致")修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况中,近似语言可对应于用于测量值的器具的精度,或用于构成或制造构件和/或系统的方法或机器的精度。例如,近似语言可指在10%的裕度内。
现在将更详细地描述本公开的示例性实施例。如图1A中示出的,一个或多个声学衬垫100可提供用于阻尼或衰减声波(包括与涡轮机102相关联的声波)的系统。在图1B中示出的示例性实施例中,飞行器140可包括具有一个或多个声学衬垫100的涡轮机102(例如,涡轮风扇发动机),一个或多个声学衬垫100构造成衰减来自涡轮机102的噪声。在图1C中示出的另一示例性实施例中,风力涡轮150可包括具有一个或多个声学衬垫100的涡轮叶片152,一个或多个声学衬垫100施加于涡轮叶片152的一个或多个部分,以衰减来自其的噪声。例如,声学衬垫可施加于风力涡轮150的涡轮叶片152的前缘区域和/或后缘区域。
仍参照图1A,涡轮机102可包括外壳或机舱104,外壳或机舱104包绕涡轮106和/或风扇转子108,其包括由涡轮106供能的多个周向间隔的风扇叶片110。示例性外壳或机舱104包括入口112以及具有管道壁114的管道,管道壁114大体上沿着纵向轴向中心线118引导气流116向下游穿过风扇转子108。声学衬垫100提供用于阻尼或衰减声波的系统。示例性系统可包括一个或多个声学衬垫100,其沿着管道壁114环状地设置。一个或多个声学衬垫100可具有沿着管道壁114定位在风扇叶片110上游的位置。一个或多个声学衬垫还可定位在风扇叶片110下游。例如,声学衬垫可定位在机舱104的内筒状物120部分处或后部。此外,或作为备选,一个或多个声学衬垫100可定位在机舱104的风扇壳体部分122和/或转换整流罩部分124处或后部。在一些实施例中,涡轮机102可包括包绕涡轮106的多个外壳104。在一些实施例中,可相对于彼此环状地构造和布置多个外壳104。每个此类外壳104可包括内管道壁114和外管道壁114。一个或多个声学衬垫100可绕着多个外壳104中的任何一个或多个的内管道壁114和/或外管道壁114定位。此外,一个或多个声学衬垫100可定位成接近风扇壳体部分122的非旋转部分或涡轮机102的其它构件。这些位置包括涡轮机102内的管道或壳体,其中声学衬垫可对于在各种频率范围内(包括横跨频率范围的频谱)的噪声抑制(例如,阻尼或衰减)而言为有用的。例如,一个或多个声学衬垫100可定位在芯部整流罩部分126处。本领域技术人员甚至将认识到另外的区域,其中声学衬垫100可定位成阻尼或衰减由涡轮机102的各个方面生成或发出的噪声,所有这些在本公开的范围内。
在操作中,涡轮机102生成许多噪声。为了示出涡轮机102噪声的示例性来源,将认识到的是,风扇转子108在风扇壳体部分122内旋转,产生主要处于叶片通过频率(BPF)及其倍数的离散音调噪声,以及在宽频率范围内的宽带噪声。在飞行器140的起飞期间,风扇叶片110可达到跨音速和超音速的旋转速度,生成从风扇管道传播出去到周围环境中的噪声。在示例性实施例中,一个或多个声学衬垫100构造和布置成抑制在BPF和BPF的谐波处谐振的噪声,以及来自风扇的主要宽带噪声贡献。一个或多个声学衬垫100或其各个部分可构造成阻尼或衰减声波,并且由此减少在特定频率处或横跨频率范围的声音。声学衬垫100的一些方面可构造成在声波从声学衬垫100逸出之前,多次反射或传播入射声波。这些多个反射可降低声波的幅度。此外,声学衬垫100的一些方面可构造成使声波由于此类反射或传播而变为异相。当声波变为异相时,声波的各个部分倾向于彼此抵消,由此减少声波中的能量中的至少一些。
图2示出示例性声学衬垫100的一部分的等距局部剖视图。图2中示出的声学衬垫100可构造用于与图1A中示出的涡轮机102一起使用,或者用于衰减来自本领域技术人员的设想内的任何其它来源的噪声。在一些实施例中,声学衬垫100可设置在气流116(也在图1A-1C中示出)近侧。声学衬垫100可由凸缘或关于管道壁114和/或风扇壳体部分122的其它附件装固在涡轮机102内。声学衬垫100包括声学芯部200,声学芯部200定位在声学屏202与大致无孔的背板204之间。声学屏202可包括穿孔板、网(例如,由线、布、纤维和/或细丝形成),或它们的组合。此外,或在备选方案中,声学屏202可包括增材制造的构件。在一些实施例中,声学屏202和背板204形成平面,该平面具有相对于彼此的大体平行方位。声学芯部200由中空单元结构或谐振单元206组成,中空单元结构或谐振单元206设置在声学屏202与背板204之间。谐振单元206包括限定中空谐振空间208的多个单元壁。
声学芯部、声学屏202、背板204可作为增材制造技术或任何其它合适过程的部分与彼此分开或同时地形成。声学屏202和/或背板204可附加地或备选地作为任何其它制造技术的部分与声学芯部200分开或同时地形成。此外,或在备选方案中,声学屏202和/或背板204可例如使用粘合过程(诸如热焊、声焊或电焊过程)与声学芯部200组合。作为备选,粘合剂配方(诸如热固性或压敏粘合剂,或者胶带)可用于将声学屏202和/或背板204装固于声学芯部200。
声学芯部200的厚度或高度可由一距离限定,该距离在声学屏202的内表面与背板204的内表面之间沿着轴线R214(也在图1A中示出)获得。顶面216限定声学芯部200的第一线性或弯曲表面,而底面218限定声学芯部的第二线性或弯曲表面。顶面216驻留成邻近于声学屏202的内表面并朝向声学屏202的内表面定向,而底面218驻留成邻近于背板204的内表面并朝向背板204的内表面定向。轴线R214表示相对于标称表面的法线,该标称表面对应于顶面216和/或底面218。轴线R可为如由上下文确定的径向轴线或其它轴线。在该示例性实施例中,用语“内”和“外”是指相应层相对于图1A中示出的纵向轴向中心线118的方位。
声学屏202、背板204以及声学芯部200可一起形成声学衬垫100,声学衬垫100具有弓形或圆筒形轮廓(见例如图1A),或者线性或平面轮廓(见例如图2)。当然,声学衬垫可具有任何期望的曲线性轮廓。经由实例,声学衬垫100可包绕噪声源,诸如涡轮机102的风扇叶片110。声学屏202大体上沿着流动路线定向,以形成用于发动机流的平滑且有效的路径,其中背板204相对于声学屏202离噪声源更远。作为另一实例,包封体积(诸如房间或发动机壳体)可包含噪声源,诸如嘈杂的机器,并且此类包封体积的一个或多个壁或其它方面可加衬有大致平面的声学衬垫100。在示例性实施例中,声学芯部200、声学屏202以及背板204可一起形成复杂弯曲的声学衬垫100,其例如可符合机舱104或者包含其它噪声源的房间或空间的复杂弯曲的壁或其它方面。例如,图1A示出示例性弯曲声学衬垫100,其符合安装地点(诸如涡轮机102的机舱104内的地点114,120,122,124,126)的外形。
在示例性实施例中,声学芯部200、声学屏202和/或背板204可使用增材制造技术来形成,这可允许具有新颖构造、几何形状和/或特征的声学衬垫100,与以前的声学衬垫相比,声学衬垫100提供某些改进并且/或者避免某些缺点。此类增材制造技术可单独利用或者连同其它制造技术利用,以提供根据本公开的声学衬垫100。
例如,声学衬垫100可使用增材制造技术整体或部分地形成。声学芯部200、声学屏202和/或背板204的顺序层可使用合适的增材制造技术来增材制造。在示例性实施例中,声学芯部200、声学屏202和/或背板204可以以如下方式增材制造,以便为同一个构件,而没有将元件与彼此分离的缝等。
现在转向图3A-3C,将更详细地描述示例性声学芯部200。如示出的,声学芯部200可包括谐振单元206的阵列。谐振单元206可具有由顶面216和底面218相交的多个单元壁300。谐振单元206可具有任何多面体结构或结构的组合(包括垂直谐振单元和/或倾斜谐振单元)。垂直谐振单元大体上具有纵向轴线,该纵向轴线垂直于顶面216和/或底面218并且/或者大致上平行于法线214(由轴线R表示)延长。倾斜谐振单元具有带有纵向轴线A的谐振空间,纵向轴线A遵循与单元壁等距离且局部正交的路线,其中纵向轴线具有相对于顶面216和/或底面218的倾斜方位。对于标称谐振单元而言,谐振单元206的谐振长度L可从底面218至顶面216确定,如沿着谐振单元的中心线确定的。谐振单元206和/或声学芯部200的高度H可从底面218至顶面216确定,如沿着法线214确定的。
倾斜谐振单元可关于谐振空间的纵向轴线A以单元角θC倾斜地定向。倾斜谐振单元可包括范围从大于0度到小于90度的多种单元角θC。例如,在示例性实施例中,倾斜谐振单元可具有从5到90度(诸如从:诸如从10到85度,诸如从20到80度,诸如从30到80度,诸如从40到80度,诸如从50到80度,诸如从60到80度,诸如从10到45度,诸如从45到80度,诸如从30到60度,或诸如从35到50度)的单元角θC。单元角θC可大于零度,诸如:诸如至少5度,诸如至少10度,诸如至少20度,诸如至少30度,诸如至少40度,诸如至少50度,诸如至少60度,诸如至少70度,诸如至少80度。单元角θC可小于90度,诸如小于80度,诸如小于70度,诸如小于60度,诸如小于50度,诸如小于40度,诸如小于30度,诸如小于20度,诸如小于15度,诸如小于10度,诸如小于5度,或诸如小于1度。相比之下,垂直谐振单元具有90度的单元角θC。
现在参照图4A和图4B,将描述通过一个或多个孔口的声波传播的实例。在一些实施例中,声波传播特性可至少部分地通过一个或多个孔口的构造和布置而调谐至期望的频率。为了低频声波的衰减而调谐的谐振单元阵列可包括一个或多个孔口。降频谐振单元可包括隔板和/或单元壁300中的一个或多个孔口。一个或多个孔口可有助于降频谐振单元展示较低的谐振频率(与对应的标称谐振单元相比)。经由实例,图4A和图4B分别示出分隔谐振单元600,分隔谐振单元600具有横切谐振空间208的隔板402和限定穿过隔板402的对应的一个或多个路径的一个或多个孔口404。
如图4A中示出的,孔口404具有与谐振空间208的纵向轴线406对准的、隔板402上的地点,其可被称为居中孔口408。如图4B中示出的,孔口404具有从谐振空间208的纵向轴线406偏移的、隔板402上的地点,其可被称为偏移孔口410。在接触单元壁300或背板204之前从孔口404传播的声波的波传播距离可使用勾股定理确定。如示出的,当孔口404从纵向轴线406偏移时,从孔口404传播的声波的传播距离增大。经由例示,示例性传播路线示出:对于给定的波传播角而言,针对偏移孔口410的波传播距离(D1、D2和D3)超过针对居中孔口408的对应的波传播距离(D1、D2和D3)。在一些实施例中,从偏移孔口410传播的声波可在传播穿过孔口404之后,在谐振空间208内展示增强的混响。
此外,或在备选方案中,谐振单元206的谐振频率可通过相对于谐振单元的截面面积减小孔口404的截面面积来降低。如图5中示出的,谐振频率示出为取决于孔口减小因子β。谐振单元可构造成展示谐振频率,该谐振频率使用以下关系至少部分地基于用于孔口的孔口减小因子β与谐振单元的谐振频率之间的关系来选择:a=c(1-β),其中“a”为孔口404的截面尺寸,“c”为谐振空间的截面尺寸,并且β为选自关系:0≤β<1.0的实数。孔口的截面尺寸“a”可包括截面面积或截面宽度。谐振空间的截面尺寸“c”可包括截面面积或截面宽度。此外,或在备选方案中,对于包括多个孔口404的谐振单元而言,孔口404的截面尺寸“a”可包括开口面积百分比。
针对谐振单元构造的孔口减小因子β和谐振频率之间的关系可使用谐振频率建模(例如,有限元分析)来确定,如将由本领域技术人员认识到的。可接着利用孔口减小因子β与谐振单元的谐振频率之间的关系,以使谐振单元构造有在横切谐振单元的谐振空间的隔板402中的孔口404(例如,隔板孔口),并且/或者使谐振单元构造有在单元壁中的孔口404(例如,壁孔口)。经由实例,此类构造可包括选择用于一个或多个孔口404的截面尺寸、用于一个或多个谐振空间的截面尺寸。此类截面尺寸可至少部分地基于孔口减小因子β。在如例如图5中示出的一些实施例中,孔口减小因子β与谐振单元的谐振频率之间的关系可包括随着孔口减小因子β的增大而减小的谐振频率。如示出的,关系可包括线性和/或非线性区域。例如,初始线性关系可随着孔口减小因子β的增大而转变为非线性关系(例如,渐近关系)。关于各种谐振单元构造,其它关系还可为显而易见的。
谐振单元可构造有从0到小于1.0之间的任何合适的孔口减小因子β。在示例性实施例中,孔口减小因子β可从0.2到小于1.0,诸如从0.5到小于1.0,诸如从0.7到小于1.0,诸如从0.9到小于1.0,诸如从0.3到0.8,诸如从0.6到0.99。谐振单元可包括孔口404,孔口404具有至少0.1(诸如至少0.3,诸如至少0.5,诸如至少0.7,或诸如至少0.9)的孔口减小因子β。谐振单元可包括孔口404,孔口404具有小于1.0(诸如小于0.95,诸如小于0.8,诸如小于0.6,或诸如小于0.4)的孔口减小因子β。
现在转向图6A-6E,将更详细地描述示例性隔板孔口404。在一些实施例中,谐振单元206可包括一个或多个隔板402,一个或多个隔板402横切谐振单元206的谐振空间208。声学芯部200可包括谐振单元206的阵列,其中谐振单元中的至少一些为分隔谐振单元600。隔板402可横切谐振空间208的至少一部分,由此划定上谐振空间602与下谐振空间604。在一些实施例中,隔板402可与限定谐振空间208的一个或多个单元壁300中的至少一个集成地形成。例如,包括单元壁300和隔板402的谐振单元206可使用增材制造技术产生。此外,或在备选方案中,包括单元壁300和/或隔板402的谐振单元206可使用任何其它合适的技术形成。
隔板402可以以对接角θI横切对应的谐振空间208,对接角θI由平行于声学芯部200的底面218和/或顶面216的平面确定。隔板402可包括具有对接角θI的表面,该表面相对于对应的谐振单元206和/或谐振单元206的阵列的底面218和/或顶面216平行、倾斜和/或垂直。如图6A和图6C中示出的,隔板402可横切谐振空间208,其中具有对接角θ1的隔板402的至少第一表面606相对于底面218和/或顶面216倾斜。此外,或在备选方案中,隔板402可横切谐振空间208,其中具有对接角θI的隔板402的至少第二表面608相对于底面218和/或顶面216平行。例如,如图6A和图6C中示出的,隔板可包括相对于底面218和/或顶面216倾斜的、具有对接角θI的第一表面606,以及相对于底面218和/或顶面216平行的、具有对接角θI的第二表面608。在一些实施例中,隔板402可具有相对恒定的截面厚度,例如,如图6B中示出的。
在一些实施例中,如图6D和图6E中示出的,隔板402可包括至少一个支持物610,使得隔板402具有在单元壁300中的一个或多个近侧的区域处的截面厚度,该截面厚度超过在一个或多个单元壁远侧的区域处的隔板402的截面厚度。隔板402可包括截面厚度,该截面厚度从与单元壁300的对接部处的近侧截面厚度T1612过渡至隔板402的中心区域处的远侧截面厚度T2614。隔板402可具有从与单元壁的对接部处的近侧截面厚度T1612至隔板402的中心区域处的远侧截面厚度T2614减小的截面厚度。如示出的,隔板402可包括具有倾斜对接角θI的第一表面606,其朝向谐振单元206的背板204和/或底面218定向。此外,或在备选方案中,隔板402可包括具有倾斜对接角θI的第二表面608,其朝向声学屏202和/或顶面216定向。
在一些实施例中,如图6A和图6C中示出的,隔板402可包括朝向谐振单元206的背板204和/或底面218定向的、具有倾斜对接角θI的第一表面606,以及朝向声学屏202和/或顶面216定向的、具有平行对接角θI的第二表面608。此外,或在备选方案中,如图6B中示出的,隔板402可包括朝向谐振单元206的背板204和/或底面218定向的、具有倾斜对接角θI的第一表面606,以及朝向声学屏202和/或顶面216定向的、具有倾斜对接角θI的第二表面608。
如图6B中示出的,声学屏202可与谐振单元206的阵列集成地形成。声学屏202可与谐振单元206的一个或多个单元壁300对接,使得声学屏202的至少一个表面以倾斜对接角θI横切谐振空间208。此外,或在备选方案中,背板204可与谐振单元206的阵列集成地形成。背板204可与谐振单元206的一个或多个单元壁300对接,使得背板204的至少一个表面以倾斜对接角θI横切谐振空间208。
在一些实施例中,增材制造的声学芯部可包括具有一个或多个隔板402的分隔谐振单元600,其中面向对应于增材制造过程的建造平面的方向的表面606以倾斜对接角θI横切谐振单元206的谐振空间208。尽管隔板402在增材制造过程期间悬垂于谐振空间208之上,但倾斜对接角θI可促进增材制造隔板402。
当从底面218至顶面216(例如,沿下面朝上(right-side-up)的方位)增材制造谐振单元206的阵列时,隔板402可与一个或多个单元壁300集成地形成,并且隔板402可包括朝向底面218定向的表面606,表面606以倾斜对接角θI横切谐振单元206的谐振空间208,如例如在图6A和图6C中示出的。在一些实施例中,增材制造的谐振单元206的阵列可包括隔板402,隔板402具有朝向顶面216定向的第二表面608,第二表面608以倾斜对接角θI横切谐振空间208,如例如在图6B中示出的。此外,或在备选方案中,沿下面朝上的方位增材制造的谐振单元206的阵列可包括在声学屏202与一个或多个单元壁300之间的集成形成的对接部,其中朝向底面218定向的声学屏202的表面607以倾斜对接角θI横切谐振空间208。
当从顶面216至底面218(例如,沿上朝下的方位)增材制造谐振单元206的阵列时,隔板402可与一个或多个单元壁300集成地形成,并且隔板402可包括朝向顶面216定向的表面606,表面606以倾斜对接角θI横切谐振单元206的谐振空间208。在一些实施例中,增材制造的谐振单元206的阵列可包括隔板402,隔板402具有朝向底面218定向的第二表面608,第二表面608以倾斜对接角θI横切谐振空间208。此外,或在备选方案中,沿上朝下的方位增材制造的谐振单元206的阵列可包括在背板204与一个或多个单元壁之间的集成形成的对接部,其中朝向顶面216定向的声学屏202的表面以倾斜对接角θI横切谐振空间208。
对接角θI由平行于谐振单元的阵列的底面218和/或顶面216的平面,和/或由平行于声学芯部200的底板204和/或声学屏202的平面确定。对接角θI可选择用于使用增材制造技术的悬垂特征的合适可建造性。然而,在一些实施例中,隔板402与单元壁300之间的所有对接部可为垂直的。例如,关于一些增材制造过程和/或关于一些谐振单元构造,倾斜对接角θI可为不必要的。此外,或在备选方案中,在一些实施例中,声学芯部200可使用任何其它合适的过程制造。
如图6A中示出的,声学屏202和/或背板204可附接于谐振单元206的阵列。此外,或在备选方案中,如图6B和图6C中示出的,声学屏202和/或背板204可使用增材制造技术与谐振单元206的对应的一个或多个单元壁300至少部分地集成形成。声学屏202和/或背板204可使用增材制造技术产生,其中声学屏202和/或背板204与对应的一个或多个单元壁300中的至少一个集成地形成。此外,或在备选方案中,单元壁300、声学屏202和/或背板204可使用任何其它合适的技术形成。
谐振单元206的阵列可包括隔板402、声学屏202和/或背板204,它们以任何期望的对接角θ1横切谐振空间。横切谐振空间208的隔板402、声学屏202和/或背板204的倾斜可为线性的(图6D、图7A)或弯曲的(图6E、图7B)。遍及谐振单元206的阵列的各个隔板402可以以与彼此一致或不同的相应对接角θI横切相应的谐振空间208。声学屏202和/或背板204的各个部分可以以与彼此一致或不同的相应对接角θI横切相应的谐振空间208。
经由实例,对接角θI可为从5到90度,诸如从:诸如从10到85度,诸如从20到80度,诸如从30到80度,诸如从40至80度,诸如从50到80度,诸如从60到80度,诸如从10到45度,诸如从45到80度,诸如从30到60度,或诸如从35到50度。对接角θI可大于零度,诸如:诸如至少5度,诸如至少10度,诸如至少20度,诸如至少30度,诸如至少40度,诸如至少50度,诸如至少60度,诸如至少70度,诸如至少80度。对接角θI可小于90度,诸如小于80度,诸如小于70度,诸如小于60度,诸如小于50度,诸如小于40度,诸如小于30度,诸如小于20度,诸如小于15度,诸如小于10度,诸如小于5度,或诸如小于1度。
如图6A-6D中进一步示出的,在一些实施例中,隔板402可包括限定穿过隔板402的路径的一个或多个孔口404,其有时可被称为隔板孔口616。谐振单元206的阵列可包括具有隔板402的至少一些谐振单元206,并且隔板402中的至少一些可包括一个或多个隔板孔口616,其限定上谐振空间602与下谐振空间604之间的路径。一个或多个隔板孔口616可在增材制造过程期间通过在隔板402的选定地点处留下未固化的建造材料的区而形成在隔板402中。大体上,当增材制造隔板402时,建造材料将以一方式固化,该方式从单元壁300向内传播,使得隔板402从单元壁300悬置。一个或多个隔板孔口616可以以一方式构造和布置,该方式允许隔板402由单元壁300充分地支承。隔板402可以以该方式形成有隔板孔口616,其具有各种构造和布置。
具有隔板孔口616的另外的示例性隔板402在图7A-7D、图8A-8D,以及图9A-9F中示出。在一些实施例中,隔板402可包括单个隔板孔口616。此外,或在备选方案中,隔板402可包括多个隔板孔口616。隔板孔口616可在谐振单元206的单元壁300之间居中,如图7A-7D中示出的。此外,或在备选方案中,隔板孔口616可相对于谐振单元206的中心点偏移,如图8A-8D中示出的。隔板402可包括单个隔板孔口616(如例如图7A-7D,以及图8A和图8B中示出的),或多个隔板孔口616(如例如图8C和图8D,以及图9A-9F中示出的)。与在隔板402上居中的隔板孔口616相比,在隔板402上偏移的隔板孔口616可减少建造材料,同时使用增材制造技术来维持悬垂特征的合适可建造性。此外,或在备选方案中,与在隔板402上居中的隔板孔口616相比,在隔板402上偏移的隔板孔口616可增加波传播距离,这可增强低频声波的衰减,如以上参照图4A和图4B以及图5描述的。
如图7A中示出的,隔板402可具有隔板孔口616,隔板孔口616位于隔板402的中间(midward)地点602处,诸如在隔板402的中心处。如图7B和图7C中示出的,隔板402可具有隔板孔口616,隔板孔口616以多个狭槽或凹槽的形式构造和布置,该多个狭槽或凹槽由从单元壁300中的一个或多个悬置的隔板402的相应部分限定。图7D示出图7A、7B或7C的隔板孔口616的示例性截面视图,显示隔板402的悬置部分。
如图9A-9F中示出的,隔板402可包括多个隔板孔口616。通过仔细地选择允许隔板402由单元壁300充分支承的构造和布置,可在隔板402中提供任意数量的隔板孔口616。例如,如图7B和图7C以及图9A和图9B中示出的,隔板402可包括多个悬置部分618,其从相邻的单元壁300延伸。悬置部分618可在隔板402的中间地点602处与彼此联合。此外,或在备选方案中,隔板402可包括限定路径阵列的隔板孔口阵列620,如例如图9C和图9D、图9E和图9F中示出的。隔板孔口阵列620可具有以一致图案或间距构造和布置的隔板孔口616,如例如图9C和图9D中示出的。此外,或在备选方案中,隔板孔口阵列620可具有以多种形状和/或大小构造和布置的隔板孔口616,如例如在图9E和图9F中示出的。
现在转向图10A-10D,在一些实施例中,谐振单元206的阵列可包括一个或多个孔口404,其限定穿过单元壁300的路径。此类孔口404有时可被称为壁孔口1000。在各种实施例中,壁孔口1000可跨越单元壁300的全部或一部分,如例如在图10B中示出的。如示出的,一个或多个单元壁300或其部分可限定壁孔口1000的周边。此外,或在备选方案中,壁孔口可包括一个或多个孔口壁1002,如例如图10C和图10D中示出的。一个或多个孔口壁1002可在其间限定多个壁孔口1000。一个或多个孔口壁1002可使用增材制造技术和/或任何其它合适的技术与相邻的单元壁300集成地形成。通过仔细地选择允许孔口壁1002被充分支承并允许孔口壁1002充分支承单元壁300的构造和布置,可在单元壁300中和/或在孔口壁1002之间提供任意数量的壁孔口1000。孔口壁1002和对应的壁孔口1000可设有各种构造和布置,其包括但不限于以上参照隔板孔口616描述的孔口404。
毗连谐振单元(耦合谐振单元)的相应谐振空间的壁孔口可构造为降频谐振单元。在示例性实施例中,壁孔口1000可与偏移隔板孔口616类似地定位在单元壁300中的偏移地点处,如以上参照图4A和图4B以及图5描述的。例如,壁孔口1000可定位在单元壁300中的偏移位置处,诸如在底面218近侧和/或在背面204近侧,如图10A-10D中示出的。耦合谐振单元的目标谐振频率也可根据孔口减小因子关系:a=c(1-β)至少部分地基于壁孔口1000的大小来选择。
图11示出孔口404的若干另外的示例性构造和布置,它们中的任何一个或多个可并入到隔板402、单元壁300和/或孔口壁1002中。如示出的,示例性实施例可包括具有多面和/或椭圆形截面形状的孔口404。例如,实施例(a)、(c)和(e)包括多面孔口404,并且实施例(b)、(d)和(f)包括椭圆形孔口404。更具体而言,实施例(e)包括矩形孔口404;实施例(a)包括泪珠状孔口404;实施例(c)包括六边形孔口404;实施例(b)和(c)包括长形孔口404;并且实施例(d)和(f)包括圆形孔口404。将认识到的是,多面和/或椭圆形路线孔口404的组合也在本公开的范围内。在一些实施例中,孔口404可以以阵列或交错阵列定向。例如,如关于实施例(d)示出的,相邻的孔口404可在彼此不等的距离的垂直方向上定向。孔口404可绕着隔板402、单元壁300和/或孔口壁1002以任何期望的方位(包括有序或随机或半随机的方位)布置。
现在转向图12A和图12B,将描述示例性谐振单元组1200。如示出的,谐振单元组可包括与一个或多个互补谐振单元206匹配或成组的至少一个耦合谐振单元1202,诸如高频谐振单元和/或中频谐振单元。谐振单元组1200的耦合谐振单元1202和/或互补谐振单元206可构造为降频谐振单元。如示出的,耦合谐振单元1202可包括具有一个或多个孔口404(例如,壁孔口1000)的至少一个单元壁300,一个或多个孔口404(例如,壁孔口1000)限定在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间的路径。在先谐振空间1204和后续谐振空间1206有时可被统称为耦合谐振空间1208。在一些实施例中,耦合谐振空间1208可展示相对低的谐振频率。耦合谐振单元1202可构造成衰减任何期望的谐振频率。在示例性实施例中,耦合谐振单元1202可构造成衰减相对低的谐振频率。耦合谐振单元1202可构造为低频谐振单元。耦合谐振单元1202可具有谐振长度,该谐振长度超过耦合谐振单元1202的高度或轴向长度和/或包括耦合谐振单元1202的声学芯部200的高度。
如图12A和图12B中示出的,在一些实施例中,耦合谐振单元1202可包括横切谐振空间208的至少一部分的隔板402。例如,隔板402可划定上谐振空间602与下谐振空间604。下谐振空间604可限定耦合谐振空间1208的至少一部分。上谐振空间602可展示相对高的谐振频率。下谐振空间604和/或耦合谐振空间1208可展示相对低的谐振频率。如图12A中示出的,在一些实施例中,谐振单元组1200可包括与具有相对高的谐振频率的谐振空间208(诸如隔板402的相对侧上的上谐振空间602)成组或匹配的耦合谐振空间1208。此外,或在备选方案中,如图12B中示出的,谐振单元组1200可包括分别限定中间谐振空间1212的一个或多个中频谐振单元1210。如示出的,中频谐振单元可至少部分地邻近于至少一个耦合谐振单元1202,并且/或者由至少一个耦合谐振单元1202至少部分地包绕。中频谐振单元可与耦合谐振单元1202的在先谐振空间1204和/或后续谐振空间共享一个或多个单元壁300。中频谐振单元可展示相对中等的谐振频率。当谐振单元组1200包括中频谐振单元1210时,耦合谐振空间1208可包括中央谐振空间1214,其设置在在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间。例如,如图12B中示出的,中央谐振空间1214可在谐振单元206的阵列的底面218近侧,诸如在中频谐振单元1210与声学芯部200的背板204之间。如图12B中示出的,在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间的路径可横切中频谐振单元1210。中频谐振单元1210可包括隔板402,隔板402将路径与中间谐振空间1212分离。将路径与中间谐振空间1212分离的隔板402可划定中央谐振空间1214,并且中间谐振空间1214可限定在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间的路径的至少部分。在一些实施例中,隔板402可垂直于谐振单元组1200的一个或多个单元壁300。
如例如图12A中示出的,耦合谐振单元1202的纵向轴线A遵循与单元壁300等距且局部正交的路线,单元壁300限定耦合谐振单元1202的在先谐振空间1204和后续谐振空间1206。如例如图12B中示出的,耦合谐振单元1202的轴向长度L可沿着纵向轴线A(与相应的单元壁300等距且局部正交)从顶面216(界定在先谐振空间1204)延伸至隔板402(界定后续谐振空间1206)。在示例性实施例中,限定在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间的路径的壁孔口1000的截面尺寸“a”可小于在先谐振空间1204的截面尺寸“c1”。此外,或在备选方案中,壁孔口1000的截面尺寸“a”可小于后续谐振空间1206的截面尺寸“c2”。在先谐振空间1204的截面尺寸“c1”和/或后续谐振空间1206的截面尺寸“c2”可确定成邻近于更多壁孔口1000。如图12B中示出的,当谐振单元组1200包括中频谐振单元1210时,对应的耦合谐振单元1202可包括中央谐振空间1214。
壁孔口1000和/或邻近于在先谐振空间1204的中央谐振空间1214的截面尺寸“a1”可小于在先谐振空间1204的截面尺寸“c1”。此外,或在备选方案中,壁孔口1000和/或邻近于后续谐振空间1206的中央谐振空间1214的截面尺寸“a2”可小于后续谐振空间1206的截面尺寸“c2”。
限定在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间的路径的一个或多个壁孔口1000的截面尺寸可至少部分地基于孔口减小因子β来确定。此外,或在备选方案中,在先谐振空间1204的截面尺寸“c1”和/或后续谐振空间1206的截面尺寸“c2”可至少部分地基于孔口减小因子β来确定。孔口减小因子β可至少部分地基于孔口减小因子β与谐振单元的谐振频率之间的关系来确定。
现在转向图13A-13H,在一些实施例中,谐振单元206的阵列可包括倾斜谐振单元1300。此外,或在备选方案中,谐振单元组1200可包括倾斜谐振单元1300。倾斜谐振单元1300可包括至少一个表面,其相对于顶面216和/或底面218倾斜地定向。此外,或在备选方案中,倾斜谐振单元1300可包括至少一个表面,其可相对于顶面216和/或底面218垂直地定向。倾斜谐振单元1300可构造为降频谐振单元。在如图13A-13H中示出的一些实施例中,与具有单元壁300(相对于声学芯部200的底面218或顶面216垂直或径向地定向)的谐振单元206相比,倾斜谐振单元1300可针对给定的声学芯部200的高度提供较长的谐振长度。倾斜谐振单元1300可构造为低频谐振单元。倾斜谐振单元1300可展示谐振长度,该谐振长度超过倾斜谐振单元1300的高度或轴向长度和/或包括倾斜谐振单元1300的声学芯部200的高度。图13A-13H示出在先谐振空间1204的纵向轴线A。耦合谐振空间1208的纵向轴线A将延伸穿过在先谐振空间1204和耦合谐振空间1208两者,如例如图12A中示出的。
如例如图13A和图13B中示出的,倾斜谐振单元1300可构造和布置为耦合谐振单元1202,提供具有相对较低的谐振频率的耦合谐振空间1208。如示出的,耦合谐振空间1208可由隔板402横切。横切耦合谐振空间1208的隔板402可划定高频谐振单元1302,其限定高频谐振空间1304。谐振单元组1200可包括与高频谐振单元1302成组或匹配的耦合谐振单元1202。在如图13B中示出的一些实施例中,隔板402可包括一个或多个隔板孔口616,其限定耦合谐振空间1208与高频谐振空间1304之间的路径,允许其间的声学相互作用。
在一些实施例中,隔板402可垂直于谐振单元组1200的一个或多个单元壁300。例如,隔板402可垂直于倾斜谐振单元1300的一个或多个单元壁300。此外,或在备选方案中,隔板402可垂直于谐振单元206的单元壁300,其相对于谐振空间208的纵向轴线A以单元角θC倾斜地定向。例如,隔板402可垂直于单元壁300,单元壁300具有从5到90度(诸如从:诸如从10到85度,诸如从20到80度,诸如从30到80度,诸如从40到80度,诸如从50到80度,诸如从60到80度,诸如从10到45度,诸如从45到80度,诸如从30到60度,或诸如从35到50度)的单元角θC。单元角θC可大于零度,诸如:诸如至少5度,诸如至少10度,诸如至少20度,诸如至少30度,诸如至少40度,诸如至少50度,诸如至少60度,诸如至少70度,诸如至少80度。单元角θC可小于90度,诸如小于80度,诸如小于70度,诸如小于60度,诸如小于50度,诸如小于40度,诸如小于30度,诸如小于20度,诸如小于15度,诸如小于10度,诸如小于5度,或诸如小于1度。相比之下,垂直谐振单元具有90度的单元角θC。
如图13C-13F中示出的,在一些实施例中,谐振单元206的阵列可包括一个或多个耦合谐振单元1202,其与一个或多个中频谐振单元1210和/或一个或多个高频谐振单元1302匹配。中频谐振单元1210可包括隔板402,其将路径1305与中间谐振空间1212分离。中频谐振单元1210可限定中间谐振空间1212,并且高频谐振单元1302可限定高频谐振空间1304。中间谐振空间1212可具有谐振频率,该谐振频率大于耦合谐振空间1208的谐振频率,并且/或者小于高频谐振空间1304的谐振频率。在如例如图13D和图13E中示出的一些实施例中,中频谐振单元1210可包括隔板402,其划定上谐振空间602与下谐振空间604。如图13D中示出的,隔板402可包括一个或多个隔板孔口616,其限定上谐振空间602与下谐振空间604之间的路径。
在如例如图13F中示出的一些实施例中,多个耦合谐振单元1202可限定多个在先谐振空间1204中的相应在先谐振空间,其会聚到后续谐振空间1206中。例如,第一壁孔口1000可限定第一在先谐振空间1204与后续谐振空间之间的路径,并且第二壁孔口1000可限定第二在先谐振空间1204与后续谐振空间1206之间的路径。
现在转向图13G和图13H,在一些实施例中,谐振单元组1200可包括一个或多个会聚谐振单元1306和/或一个或多个发散谐振单元1308。会聚谐振单元包括一个或多个单元壁300,它们与彼此会聚,使得谐振单元206的顶面216具有比谐振单元的底面218大的截面面积。发散谐振单元1308包括一个或多个单元壁300,它们相对于彼此发散,使得谐振单元的顶面216具有比谐振单元206的底面218小的截面面积。会聚谐振单元1306和/或发散谐振单元1308可由会聚比来描述,该会聚比是指谐振单元206的顶面216的截面面积与谐振单元206的底面218的截面面积的比率。会聚谐振单元1306具有大于1.0的会聚比,并且发散谐振单元1308具有小于1.0的发散比。在一些实施例中,谐振单元206的谐振频率可至少部分地取决于谐振单元206的会聚比。用于谐振单元206的会聚比可至少部分地基于期望的谐振频率(由会聚比产生)来选择。此外,或在备选方案中,在一些实施例中,会聚比可至少部分地基于谐振单元206、谐振单元组1200和/或声学芯部200的期望的曲率(由会聚比产生)来选择,诸如在弯曲或复杂弯曲的声学芯部200的情况中。例如,弯曲的声学衬垫100(见例如图1A)可包括声学芯部200,其具有至少一些会聚谐振单元1306和/或至少一些发散谐振单元1308。此外,或在备选方案中,会聚谐振单元1306和/或发散谐振单元1308可具有单元角θC,单元角θC至少部分地基于期望的谐振频率(由单元角θC产生)和/或至少部分地基于谐振单元206、谐振单元组1200和/或声学芯部200的期望的曲率(由会聚比产生)来选择。谐振单元206的谐振频率可取决于会聚比和单元角θC的组合。
如图13G中示出的,在一些实施例中,谐振单元组1200可包括位于耦合谐振单元1202之间的一个或多个中频谐振单元1210。在一些实施例中,中频谐振单元1210可具有与彼此会聚和/或毗连的一个或多个单元壁300。例如,如图13G中示出的,一个或多个单元壁300可在限定壁孔口1000的孔口壁1002处毗连。
将认识到的是,可提供谐振单元206的任何组合,其包括本文中描述的特征中的任何一个或多个,以及它们的组合。例如,可根据本公开提供互补谐振单元206的任何组合,其包括高频谐振单元1302、中频谐振单元1210和/或低频谐振单元(例如,耦合谐振单元1202、倾斜谐振单元1300等)的任何组合。此外,耦合谐振单元1202和倾斜谐振单元1300可包括高频谐振单元1302、中频谐振单元1210和/或低频谐振单元的任何组合。在一些实施例中,谐振单元组1200可包括两个、三个、四个、五个或更多个谐振单元206,其具有与彼此不同的构造。此外,或在备选方案中,谐振单元组1200可包括多个谐振单元子组。例如,第一子组可包括第一组互补谐振单元和第二组互补谐振单元,其中第一组互补谐振单元与第二组互补谐振单元互补。经由实例,第一组互补谐振单元可包括高频谐振单元1302、中频谐振单元1210和/或低频谐振单元(例如,耦合谐振单元1202、倾斜谐振单元1300等),它们分别与彼此匹配或成组,以便限定第一谐振单元组或第一谐振单元子组。第二组互补谐振单元可包括高频谐振单元1302、中频谐振单元1210和/或低频谐振单元(例如,耦合谐振单元1202、倾斜谐振单元1300等),它们分别与彼此匹配或成组,以便限定第二谐振单元组或第二谐振单元子组。第一谐振单元组或子组中的谐振单元中的至少一些可与第二谐振单元组或子组中的对应的谐振单元不同。例如,第一谐振单元组或子组中的第一高频谐振单元1302可与第二谐振单元组或子组中的第二高频谐振单元1302不同,并且/或者第一谐振单元组或子组中的第一中频谐振单元1210可与第二谐振单元组或子组中的第二中频谐振单元1210不同,并且/或者第一谐振单元组或子组中的第一低频谐振单元可与第二谐振单元组或子组中的第二低频谐振单元不同。因此,谐振单元组1200可包括谐振单元206的任何组合,其提供期望的声学处理。
现在转向图14A-14C,将进一步描述用于谐振单元206的阵列的示例性构造。当增材制造谐振单元206的阵列时,通过构造谐振单元206、单元壁300和/或隔板402(它们与彼此对准,使得增材制造的能量束和/或增材制造的工具所遵循的外形路线横跨至少一些相邻的谐振单元206延伸),可在一些实施例中增强可制造性和/或建造质量。例如,谐振单元206的阵列可包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个单元壁300,该线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元206延伸。此外,或在备选方案中,谐振单元的阵列可包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个隔板402,该线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元206延伸。此类对准可允许增材制造的能量束和/或工具维持连续操作,同时横穿相邻的单元壁300和/或相邻的隔板402。此类连续操作可提供相邻的单元壁300之间、相邻的隔板402之间,和/或单元壁300与隔板402之间的改进的集成。此外,此类对准可通过减少分离的外形路线之间的过渡时间来允许减少的制造时间。然而,谐振单元206、单元壁300和/或隔板402之间的此类对准经由实例描述,而不是限制性的。事实上,设想其它构造和操作方法,它们包括具有交错、图案化或随机方位的隔板402和/或单元壁300。
经由实例,图14A-14F示出谐振单元206的示例性阵列的俯视图。如示出的,示例性谐振单元206可在x方向上和/或在y方向上与彼此对准。谐振单元206的此类对准可允许相邻的谐振单元206的单元壁300与彼此集成地形成,诸如具有互连的外形。例如,连续的单元壁300可横跨多个谐振单元206延伸。单元壁300可展示线性截面(图14A-14C)或曲线截面(图14D-14F)。单元壁300的截面可沿着平行于谐振单元的顶面216和/或底面218的弯曲部确定。单元壁300可形成网格,其中谐振单元206具有一致的截面面积(图14A、图14D)或不一致的截面面积(图14B、图14C、图14E、图14F)。阵列中的谐振单元206中的至少一些的截面面积可包括隔板402。包括隔板402的谐振单元206可在x方向上和/或在y方向上相对于彼此交错或偏移。例如,图14A示出相对于彼此交错或偏移的多个分隔谐振单元600。如示出的,分隔谐振单元600可包括第一分隔谐振单元1400,其由至少一个相邻的谐振单元206与第二分隔谐振单元1402交错或偏移。交错或偏移可形成图案,诸如交替图案。
此外,或在备选方案中,分隔谐振单元600中的至少一些可在x方向上和/或在y方向上与彼此对准。例如,图14B-14F分别示出谐振单元206的示例性阵列,其包括与彼此对准的多个分隔谐振单元600。如示出的,分隔谐振单元600可包括与第四分隔谐振单元1406对准的第三分隔谐振单元1404。经由实例,分隔谐振单元600可按行或列对准。
在如例如图14C中示出的一些实施例中,谐振单元206的阵列可包括与第二多个分隔谐振单元1410交错或偏移的第一多个分隔谐振单元1408。第一多个分隔谐振单元1408可遵循不规则路线,并且/或者第二多个分隔谐振单元1410可遵循不规则路线。
现在参照图15A-15D,示出谐振单元206的示例性阵列的侧视截面视图。如示出的,谐振单元206的阵列可包括在z方向上与彼此对准的分隔谐振单元600(例如,图15A),和/或在z方向上相对于彼此交错的分隔谐振单元600(例如,图15B)。在一些实施例中,图15A-15D中示出的分隔谐振单元600可包括孔口404,其包括隔板孔口616和/或壁孔口1000。当在z方向上至少部分地对准时,隔板402和单元壁300可与彼此集成地形成,诸如具有互连的外形。此类z方向对准可允许横跨相邻的隔板402和/或横跨相邻的单元壁300的不间断的外形路线,这可提供相邻的单元壁300之间、单元壁300与隔板402之间,和/或相邻的隔板402之间的足够集成。此外,此类对准可通过减少分离的外形路线之间的过渡时间来允许减少的制造时间,以及允许单元壁与隔板之间的改进的集成。
例如,可选择隔板402的z方向地点,以将对应的谐振空间调谐至期望的谐振频率。如图15A中示出的,多个分隔谐振单元600可具有隔板402,隔板402至少部分地定位在共同的z方向位置处,使得多个分隔谐振单元600可调谐至共同的谐振频率。此外,或在备选方案中,如图15B中示出的,多个分隔谐振单元600可具有隔板402,隔板402分别定位在多个不同的z方向位置处。例如,谐振单元206的阵列可包括第一分隔谐振单元600,其具有定位在第一z方向位置处的隔板402;以及第二分隔谐振单元600,其具有定位在第二z方向位置处的隔板402。第一分隔谐振单元600可调谐至第一谐振频率,并且第二分隔谐振单元600可调谐至第二谐振频率。例如,第一分隔谐振单元600的谐振频率和/或第二分隔谐振单元600的谐振频率可通过选择相应的隔板402的z方向地点来至少部分地调谐。此外,或在备选方案中,谐振频率可通过选择性地构造相应的谐振单元206、隔板402和/或(多个)孔口404的尺寸(包括通过选择期望的孔口减小因子β)来至少部分地调谐。多个分隔谐振单元600可调谐至期望的谐振频率。此外,或在备选方案中,谐振单元206的阵列可包括多组分隔谐振单元600,它们分别调谐至期望的谐振频率。
在如图15C和图15D中示出的一些实施例中,谐振单元206的阵列可包括具有相应的隔板402的多个分隔谐振单元600,相应的隔板402以对接角θI横切对应的谐振空间208。隔板402可与彼此对准,使得隔板402横跨邻近于彼此的多个分隔谐振单元600延伸。隔板402可遵循横跨多个分隔谐振单元600的线性或曲线轨迹。对接角θI可选择用于使用增材制造技术的悬垂特征的合适可建造性。在一些实施例中,通过以合适的对接角θI定向隔板402,可在没有支持物610的情况下提供隔板402,由此减轻重量并且/或者减少建造时间。经由比较,图15A和图15B示出包括支持物610的隔板402,提供相对于顶面216定向的大体水平的表面。图15C和图15D示出不具有支持物610的隔板402,提供相对于顶面216和底面218倾斜地定向的倾斜的隔板402。例如,当隔板402如在单元壁300中的一个或多个近侧的区域与在一个或多个单元壁远侧的区域之间具有大致一致的截面厚度时,可认识不包括支持物610的隔板402。例如,大致一致的截面厚度可包括尺寸,该尺寸为相同的,或者与彼此相差10%或更小,诸如5%或更小,或诸如1%或更小。
谐振单元206的阵列的单元壁300和/或隔板402可具有任何期望的厚度,其可例如至少部分地基于期望的强度和/或延展性性质,和/或至少部分地基于利用谐振单元206的阵列的对应重量平衡强度和/或延展性性质来选择。单元壁300和隔板402可具有各个区域处和/或相对于彼此的一致或不同的厚度。单元壁300的厚度可在由单元壁300限定的谐振空间208的中点处确定。隔板402的厚度可在相对的单元壁之间的隔板402的中点处确定,或者,对于具有一个或多个隔板孔口616的隔板402而言,分别在隔板孔口616与单元壁300之间的中点处,或在隔板孔口616之间的中点处确定。当单元壁300或隔板402具有可变的厚度时,可确定平均、最大和/或最小厚度。在一些实施例中,单元壁300和/或隔板402可具有从0.002英寸到0.5英寸(诸如从0.01英寸到0.5英寸,诸如从0.01英寸到0.25英寸,诸如从0.01英寸到0.1英寸,诸如从0.02英寸到0.08英寸,诸如从0.02到0.14英寸)的厚度。单元壁300和/或隔板402可具有小于0.5英寸(诸如小于0.5英寸,诸如小于0.25英寸,诸如小于0.1英寸,诸如小于0.08英寸,诸如小于0.05英寸,诸如小于0.04英寸,诸如小于0.03英寸,诸如小于0.02英寸)的厚度。单元壁300和/或隔板402可具有至少0.002英寸(诸如至少0.01英寸,诸如至少0.02英寸,诸如至少0.03英寸、诸如至少0.04英寸,诸如至少0.05英寸,诸如至少0.08英寸,诸如至少0.1英寸,诸如至少0.25英寸)的厚度。此类厚度值可参照点(例如,中点)、平均值、最大值和/或最小值来确定。其它厚度还被设想,并且可取决于谐振单元206和/或声学衬垫100的期望的实施例而变化。例如,单元壁300和/或隔板402可构造有至少部分基于提供期望的设计意图而选择的厚度,诸如选择成在使重量最小化时提供一定的机械刚度和/或回弹性的厚度。例如,在一些实施例中,单元壁可包括变化厚度和/或机械加强件的区域,诸如相对于标称单元壁厚度的增加厚度的区域,其用作横跨壁延伸的梁,以提供期望的刚度和/或回弹性(例如,关于抵抗振动、结构载荷等)。
除了以上描述的示例性谐振单元206之外,声学芯部200可包括具有许多其它构造的谐振单元。例如,图16示出许多示例性多面体,可从该许多示例性多面体选择用于谐振单元和/或谐振单元的阵列的构造。示例性谐振单元和/或谐振单元的阵列可包括图16中示出的多面体中的任何一个或多个的全部或一部分。经由实例,示例性谐振单元206可包括截头体、菱面体、圆柱体或圆锥体(例如,圆柱体或圆锥体可描述为n角形棱柱,其中n越来越大,诸如其中n接近100、1000、10000或无穷大)、反棱柱、扭曲棱柱、环体、穹顶(包括星形穹顶)、楔形物、棱锥,以及这些实例的组合或部分。截头体可包括三角形截头体、四角形截头体、五角形截头体、六角形截头体、七角形截头体、八角形截头体、九角形截头体、十角形截头体、十一角形截头体、十二角形截头体、任何其它截头体多面体,以及这些实例的组合。截头体多面体包括与另一个多面体组合的截头体,其包括与另一个多面体组合的上述截头体形状中的任何。例如,菱面体可由任何菱形形成,提供菱形多面体。作为又一实例,菱面体可与截头体组合,以形成菱面体截头体。
反棱柱包括多面体,该多面体由多角形顶面216、多角形底面218,以及相邻的三角形单元壁300的序列组成,相邻的三角形单元壁300具有交替方位,由顶面216和底面218相交。反棱柱可包括三角形反棱柱、四角形反棱柱、六角形反棱柱、反棱柱多面体,以及这些实例的组合。反棱柱多面体包括与另一个多面体组合的反棱柱。在一些实施例中,反棱柱可包括n侧顶面216和n侧底面218。作为备选,反棱柱可包括n侧顶面216和具有大于或小于n侧的底面218。
扭曲棱柱包括多面体,该多面体由多角形顶面216、多角形底面218以及多个单元壁300组成,多个单元壁300包括关于对角线相交的至少一些单元壁300,其中顶面216和底部面218相对于彼此扭曲,使至少一些相邻的单元壁300相对于彼此凹入。扭曲棱柱可包括Schönhardt多面体、四面体扭曲棱柱、六角形扭曲棱柱、扭曲棱柱多面体,以及这些实例的组合。扭曲棱柱具有一个或多个单元壁300,一个或多个单元壁300关于相邻的对角线或关于后续的对角线相交。
环体可包括多面体,该多面体由多角形或非多角形顶面216、多角形或非多角形底面218,以及一个或多个单元壁组成。环体可包括四角形环体或圆柱形环体(例如,n角形环体,其中n越来越大,诸如其中n接近100、1000、10000或无穷大)。
穹顶包括多面体,该多面体由多角形顶面216、多角形底面218以及多个单元壁300组成,多个单元壁300包括三角形单元壁300和四角形单元壁的交替序列。在一些实施例中,穹顶具有顶面216,顶面216的边缘数量是其底面218的边缘数量的两倍,或者反之亦然。穹顶包括三角形穹顶,其具有四角形顶面216和六角形底面218,或六角形顶面216和四角形底面218;以及五角形穹顶,其具有五角形顶面216和十角形底面218,或者反之亦然。穹顶还包括星形穹顶,该星形穹顶为其中四角形单元壁300利用相邻的凹形三角形单元壁替换的穹顶。星形穹顶包括五角星杯状体(cuploid)和七角星杯状体。五角星杯状体具有五角形底面218和五角星顶面216,或者反之亦然。七角星杯状体具有七角形顶面216和七角星底面218,或者反之亦然。作为又一实例,穹顶包括具有多个单元壁的杯状构造,其包括随着单元壁300的数量增加而接近截头圆锥体的构造。例如,穹顶包括八十边形(cotacontagon),其具有八十个单元壁。穹顶还包括杯状多面体,其包括与另一个多面体组合的穹顶或杯状体。
楔形物包括多面体,该多面体具有多角形顶面216和会聚成线的多个多角形单元壁300。楔形物可包括四面体楔形物、钝角楔形物、锐角楔形物,和楔形多面体,以及这些实例的组合。四面体楔形物具有两个三角形单元壁300和两个四角形单元壁。单元壁300在一侧上由四角形平面相交,并且在另一侧上会聚成线。钝角楔形物会聚成比相对的四角形平面宽的线。锐角楔形物会聚成比相对的四角形平面窄的线。楔形多面体包括与另一个多面体组合的楔形物。
棱锥包括具有多角形基部的多面体,该多角形基部由会聚成点的多个三角形单元壁300相交。棱锥包括由四角形面组成的四角形棱锥,该四角形面由会聚成点的四个三角形单元壁300相交。棱锥还包括星形棱锥,该星形棱锥由星形多角形基部和会聚成点的多个三角形单元壁300组成。作为实例,星形棱锥包括五角形星形棱锥。
现在转向图17,将描述制作声学芯部200和/或声学衬垫的示例性方法1700。示例性方法1700可包括在框1702处确定用于包括谐振单元的阵列的声学芯部200的构造。示例性方法1700可包括在框1704处产生包括谐振单元的阵列的声学芯部200。声学衬垫可包括声学屏和/或背板。确定用于声学芯部200的构造可包括确定用于声学屏和/或背板的构造。产生声学芯部200可包括产生声学屏和/或背板。包括谐振单元的阵列、声学屏和/或背板的声学芯部200可使用增材制造技术产生。可使用任何合适的增材制造技术。阵列中的谐振单元中的相应谐振单元包括一个或多个单元壁300,以及由一个或多个单元壁限定的谐振空间。谐振单元的阵列可以以大于零度的单元角θC相对于由轴线R表示的法线214倾斜地定向。倾斜方位可改进谐振单元的阵列的可建造性和建造质量。
在一些实施例中,示例性方法1700可包括在框1706处确定用于多个耦合谐振单元1202的构造,多个耦合谐振单元1202中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间1204和后续谐振空间并且具有至少一个单元壁300,至少一个单元壁300具有限定在先谐振空间1204与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口。限定在先谐振空间1204与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口的截面尺寸可小于在先谐振空间1204的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸。在先谐振空间1204的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸可确定成邻近于一个或多个壁孔口。
在一些实施例中,示例性方法1700的框1706可包括确定期望衰减的低频声波的谐振频率,并且将多个耦合谐振单元1202调谐至期望衰减的低频声波的谐振频率,其中多个耦合谐振单元1202中的相应耦合谐振单元的谐振长度超过相应的谐振单元1202的高度或轴向长度和/或声学芯部200的高度。多个耦合谐振单元1202中的相应耦合谐振单元的谐振长度可超过声学芯部200的高度或轴向长度至少部分地达限定在先谐振空间1204与后续谐振空间之间的路径的一个或多个壁孔口的截面尺寸,其小于在先谐振空间1204的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸。
示例性方法1700可附加地或备选地包括在框1708处确定用于多个高频谐振单元1302的构造,多个高频谐振单元1302分别限定高频谐振空间1304。多个高频谐振单元1302中的相应高频谐振单元可与多个耦合谐振单元1202中的相应耦合谐振单元匹配。在示例性方法中,框1708可附加地或备选地包括确定期望衰减的高频声波的谐振频率,并且将多个高频谐振单元1302调谐至期望衰减的高频声波的谐振频率。在示例性实施例中,多个高频谐振单元1302中的相应高频谐振单元的谐振长度可超过相应的高频谐振单元1302的高度或轴向长度。
示例性方法1700可附加地或备选地包括在框1710处确定用于多个中频谐振单元1210的构造,多个中频谐振单元1210分别限定中频谐振空间。多个中频谐振单元1210中的相应中频谐振单元可与多个耦合谐振单元1202中的相应耦合谐振单元和/或多个高频谐振单元1302中的相应高频谐振单元匹配。在示例性方法中,框1710可附加地或备选地包括确定期望衰减的中频声波的谐振频率,并且将多个中频谐振单元1210调谐至期望衰减的中频声波的谐振频率。多个中频谐振单元1210中的相应中频谐振单元的谐振长度可超过相应的中频谐振单元1210的高度或轴向长度。
示例性方法1700可附加地或备选地包括在框1712处确定用于多个分隔谐振单元的构造,其中多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元具有隔板402,隔板402横切分隔谐振单元的相应的谐振空间。在一些实施例中,多个耦合谐振单元1202中的至少一些的后续谐振空间可限定多个分隔谐振单元中的至少一些的下谐振空间604。此外,或在备选方案中,高频谐振单元1302中的至少一些的高频谐振空间1304可限定多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。此外,或在备选方案中,中频谐振单元1210中的至少一些的中频谐振空间可限定多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
在示例性方法1700中,在框1706处确定用于多个耦合谐振单元1202的构造可包括:至少部分地基于孔口减小因子β来确定一个或多个壁孔口的截面尺寸,该一个或多个壁孔口限定在先谐振空间1204与后续谐振空间之间的路径。此外,或在备选方案中,框1706可包括至少部分地基于孔口减小因子β来确定在先谐振空间1204的截面尺寸和/或后续谐振空间的截面尺寸。孔口减小因子β可至少部分地基于孔口减小因子β与谐振单元的谐振频率之间的关系来确定。孔口减小因子β与谐振频率之间的关系可包括随着孔口减小因子β的增大而减小的谐振频率。孔口减小因子β与谐振频率之间的关系可包括线性区域和非线性区域(例如,渐近区域)。确定的孔口减小因子β可对应于非线性区域(例如,渐近区域)。
在一些实施例中,包括参照图17描述的示例性方法1700的当前公开的方法可至少部分地使用计算机实施的解决方案(诸如软件或硬件)来执行,该计算机实施的解决方案(诸如软件或硬件)构造成使用声学芯部构造模块来确定用于声学芯部的构造,该声学芯部包括谐振单元的阵列和/或一个或多个谐振单元组。在一些实施例中,示例性方法可使用声学芯部制造系统和/或其各种特征来执行。在一些实施例中,可利用优化算法。算法可包括衰减模型。经由实例,衰减模型可施加于基线噪声频谱,以便评估针对声学芯部的给定构造的各种设计参数,并且/或者评估针对谐振单元和/或谐振单元组(组成声学芯部)的各种设计参数。
现在转向图18,将描述示例性声学芯部制造系统1800。示例性声学芯部制造系统1800可包括声学芯部构造系统1802。声学芯部制造系统1800可包括用户界面1804,用户界面1804构造成允许用户操作声学芯部构造系统1802。在一些实施例中,声学芯部制造系统1800可附加地或备选地包括制造机器1806,制造机器1806构造成根据由声学芯部构造系统1802提供的构造来制造声学芯部。声学芯部制造系统1800可附加地或备选地包括管理系统1808,管理系统1808构造成提供用于芯部制造系统1800的一个或多个元件的企业-水平控制。芯部制造系统1800的各种元件可经由作为通信网络1812的部分的有线或无线通信线路1810与彼此通信地耦合。
声学芯部构造系统1802可包括一个或多个计算装置1814,一个或多个计算装置1814可相对于用户界面1804、制造机器1806和/或管理系统1808本地或远程地定位。例如,一个或多个计算装置可定位在声学芯部开发设施处,该声学芯部开发设施可包括物理设施和/或基于云的设施。一个或多个计算装置1814可包括一个或多个处理器1816和一个或多个存储装置1818。一个或多个处理器1816可包括任何合适的处理装置,诸如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置,和/或其它合适的处理装置。一个或多个存储装置1818可包括一个或多个计算机可读介质,其包括但不限于非暂时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器,和/或其它存储装置。
一个或多个存储装置1818可储存能够由一个或多个处理器1816访问的信息,其包括可由一个或多个处理器1816执行的计算机可执行指令1820。指令1820可包括任何指令集,其在由一个或多个处理器1816执行时,使一个或多个处理器1816执行操作。在一些实施例中,指令1820可构造成使一个或多个处理器1816执行操作,声学芯部制造系统1800、声学芯部构造系统1802和/或一个或多个计算装置1814构造用于该操作。
声学芯部制造系统1800、声学芯部构造系统1802和/或一个或多个计算装置1814的示例性操作可包括确定用于声学芯部200的构造并且/或者产生声学芯部200。用于声学芯部200的构造可使用声学芯部构造系统1802确定。此外,或在备选方案中,声学芯部200可使用制造机器1806产生。
声学芯部构造系统可包括一个或多个声学芯部构造模块1822。声学芯部构造模块1822可由声学芯部构造系统1802利用,以确定用于声学芯部200的构造。此外,或在备选方案中,声学芯部构造模块1822可由制造机器1806利用,以产生声学芯部200。一个或多个声学芯部构造模块1822可在硬件和/或软件中实施,该硬件和/或软件包括任何非暂时性计算机程序产品和/或基于云的解决方案。
声学芯部构造模块1822可包括专有建模算法,用于确定声学芯部200的构造并且/或者产生声学芯部200。专有算法可包括工具,用于确定在给定操作条件之下在各种操作环境中对谐振单元和/或谐振单元组的各种构造的噪声衰减的影响。专有算法可包括工具,用于在阵列中使谐振单元与彼此匹配或成组,例如,以提供横跨谐振单元的阵列的至少一部分重复的可识别的图案(包括确定用于谐振单元的构造,该谐振单元在几何学上与彼此配合并且/或者调谐成衰减互补范围的谐振频率)。此外,或在备选方案中,专有算法可包括工具,用于使隔板成组或对准,以便改进声学芯部的可建造性和机械完整性。
声学芯部构造模块1822可附加地或备选地包括专有建模算法,用于针对相应范围的谐振频率来确定用于降频谐振单元的构造,该降频谐振单元包括低频谐振单元、高频谐振单元和/或中频谐振单元。声学芯部构造模块1822可附加地或备选地包括专有建模算法,用于确定用于谐振单元的谐振长度,并且/或者将谐振频率与标称谐振单元比较。例如,声学芯部构造模块1822可确定用于谐振单元的构造,其提供适应给定声学芯部高度约束的期望谐振长度。声学芯部构造模块1822可附加地或备选地包括专有建模算法,用于确定用于耦合谐振单元、分隔谐振单元、倾斜谐振单元和/或垂直谐振单元的构造。声学芯部构造模块1822可附加地或备选地包括专有建模算法,用于确定用于伴随声学芯部200的顶板202和/或背板204的构造,和/或用于完整声学衬垫100的构造。包括在声学芯部构造模块1822中的专有算法可包括有限元分析工具、三维建模工具、仿真建模工具等。
存储装置1818可储存能够由一个或多个处理器1816访问的数据1824。数据1824可包括当前或实时数据、过去数据,或它们的组合。数据1824可储存在数据库1826中。作为实例,数据1824可包括与声学芯部制造系统1800、声学芯部构造系统1802、用户界面1804、制造机器1806、管理系统1808、一个或多个计算装置1814,和/或一个或多个声学芯部构造模块1822相关联或由它们生成的数据。数据1824还可包括与声学芯部制造系统1800相关联的其它数据集、参数、输出、信息。包括数据库1826和/或其它数据集、参数、输出、信息的数据1824可由一个或多个声学芯部构造模块1822利用,以执行操作,它们构造用于该操作。
一个或多个计算装置1814还可包括通信接口1828,其可用于与通信网络的通信。通信接口1828可包括用于与一个或多个(多个)网络对接的任何合适的构件,其包括例如发送器、接收器、端口、控制器、天线和/或其它合适的构件。通信接口1828可允许一个或多个计算装置1814与用户界面1804、制造机器1806和/或管理系统1808通信。通信网络1812可包括例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、SATCOM网络、VHF网络、HF网络、Wi-Fi网络、WiMAX网络、gatelink网络,和/或用于发送和/或接收数据消息的任何其它合适的通信网络1812。通信网络1812的通信线路1810可包括数据总线,或者有线和/或无线通信链路的组合。
管理系统1808可包括服务器1830和/或数据仓库1832。作为实例,数据1824的至少一部分可储存在数据仓库1832中,并且服务器1830可构造成将数据1824从数据仓库1832发送至一个或多个计算装置1814,并且/或者构造成从一个或多个计算装置1814接收数据1824,并且构造成将接收的数据1824储存在数据仓库1832中,用于另外的目的。服务器1830和/或数据仓库1832可实施为声学芯部制造系统1800的部分。
可利用任何合适的增材制造技术来制造当前公开的声学衬垫100的各个方面。示例性增材制造技术包括但不限于:定向能量沉积(DED)系统(诸如化学气相沉积(CVD)系统、激光金属沉积(LMD)系统、定向金属沉积(DMD)系统、激光工程净成形(LENS)系统、电子束增材熔化(EBAM)系统,或快速等离子体沉积(RPD)系统);粉末床熔融(PBF)系统(诸如直接金属激光熔化(DMLM)系统、电子束熔化(EBM)系统、定向金属激光烧结(DMLS)系统、选择性激光熔化(SLM)系统,或选择性激光烧结(SLS)系统);层压物体制造(LOM)系统(诸如超声波增材制造(UAM)系统);材料挤出(ME)系统(诸如熔融沉积建模(FDM)系统或熔融细丝制作(FFF)系统);材料喷射(MJ)系统(诸如平滑曲率打印(SCP)系统、多喷射建模(MJM)系统);和3D打印(诸如通过喷墨和激光喷射,其包括粘结剂喷射(BJ)系统);光聚合物喷射(PJ)系统、立体光刻(SLA)系统,以及混合过程(HP)。
可用于制造当前公开的声学衬垫100的各个方面的其它合适的技术包括但不限于成型(例如,滚压、冲压、连结等)、注射或压缩模制、挤出(例如,片材挤出)、减材制造(例如,机加工、钻孔、激光切割等)、锻造或铸造,以及它们的组合,或任何其它制造技术。
在材料挤出的情况中,诸如利用熔融沉积建模(FDM)系统或熔融细丝制作(FFF)系统,可以以细丝的形式提供增材制造材料。例如,细丝可包括热塑性材料、金属材料,或陶瓷材料。在材料喷射(MJ)的情况中,增材制造材料可包括光敏材料,诸如热固性材料。光敏材料可以以液体、凝胶等的形式供应,并且可在暴露于附加的能量源(诸如紫外线)时固化。在粘结剂喷射(BJ)的情况中,增材制造材料可包括喷射到粉末材料床中的粘结剂材料。粘结剂材料可以以液体、凝胶等的形式施加。示例性粘结剂材料包括热固性材料或热塑性材料。用于粘结剂喷射(BJ)的示例性粉末材料可包括例如金属或金属合金、热塑性材料,以及陶瓷。在定向能量沉积(DED)的情况中,可以以线、细丝或粉末的形式提供增材制造材料。用于定向能量沉积(DED)的示例性材料可包括例如金属或金属合金、热塑性材料,以及陶瓷。
利用附加能量束来固化(例如,熔化、熔融、凝固等)无定形增材制造材料(例如,粉末、液体、凝胶等)的增材制造技术在本文中有时被称为增材能源技术。增材能源技术包括粉末床熔融(PBF)(例如,选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(SLM)、激光熔化(LM)、电子束熔化(EBM)、选择性热烧结(SHS)、多射流熔融(MJF)等),以及还原光聚合(例如,立体光刻设备(SLA)、数字光处理(DLP)、扫描、自旋,和选择性光凝固(3SP)、连续液体界面生产(CLIP)等)。在粉末床熔融(PBF)的情况中,可以以粉末的形式提供增材制造材料。用于粉末床熔融(PBF)的示例性粉末材料可包括例如金属或金属合金、聚合材料(例如,热固性材料和/或热塑性材料),以及陶瓷。在还原光聚合的情况中,增材制造材料可包括光敏材料。可与增材制造技术(例如,增材材料技术或增材能量技术)一起利用的示例性光敏材料包括包含例如粘结剂、单体以及光引发剂的配方。示例性粘结剂包括苯乙烯、甲基丙烯酸酯、乙烯醇、烯烃、甘油,以及丙烯。示例性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸异癸酯,以及N-乙烯基吡咯烷酮。示例性光引发剂包括自由基光引发剂(诸如异丙基噻吨酮、二苯甲酮,以及2,2-偶氮二异丁腈),以及阳离子光引发剂(诸如二芳基碘盐和三芳基锍盐)。
声学芯部200可由聚合材料(例如,热塑性材料、热固性材料,或弹性聚合物材料)、合成纤维、金属合金或复合材料形成,并且可作为增材制造技术或任何其它合适过程的部分与声学屏202和/或背板204分开或同时地形成。作为备选,声学芯部200可使用粘合过程来装固在声学屏202与背板204之间。例如,可使用热焊、声焊或电焊过程。作为另一实例,可使用扩散结合。作为备选,粘合剂配方(诸如热固性或压敏粘合剂,或者胶带)可用于将声学芯部200装固在适当的位置。此外,声学芯部200可由任何其它合适的技术和/或材料形成,所有这些在本公开的范围内。
示例性聚合材料可包括热塑性材料和/或热固性材料。示例性热固性材料包括例如环氧树脂、树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚硅氧烷双马来酰亚胺、氰酸酯、酚醛树脂、苯并恶嗪、邻苯二甲腈。示例性热塑性材料包括例如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、聚酯、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯砜(PPSF)、聚碳酸酯(PC)、聚乳酸(PLA)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、热塑性聚氨酯(TPU)、脂肪族聚酰胺(尼龙)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚酮酮(PEKK),或聚醚醚酮(PEEK),以及它们的组合。
示例性合成纤维包括挤出聚合物细丝,诸如聚醚酰亚胺(PEI)、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯、丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、芳纶纤维、间位芳纶纤维、对位芳纶纤维、聚乙烯纤维、人造丝、聚酯,或尼龙,以及这些合成纤维的组合。
示例性金属合金包括铝合金、钢合金、钛合金,或镍合金(例如,超级合金,诸如奥氏体镍铬基超级合金),以及这些金属合金的组合。
示例性复合材料包括陶瓷基体复合(CMC)材料和/或聚合物基体复合(PMC)材料。CMC材料包括陶瓷基体材料,以及增强纤维或布。示例性陶瓷基体材料包括碳化硅(SiC)和/或碳(C)。示例性CMC材料包括碳纤维增强碳(C/C)、碳纤维增强碳化硅(C/SiC),或碳化硅增强碳化硅(SiC/SiC)。PMC材料包括聚合基体材料,以及增强纤维或布。示例性PMC材料包括纤维增强塑料和高级复合物。示例性聚合基体材料包括热固性材料,诸如环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、氰酸酯、酚醛树脂、苯并恶嗪、邻苯二甲腈。在一些实施例中,聚酰亚胺可为特别合适的。示例性聚酰亚胺包括苯基乙炔基封端酰亚胺(PETI)低聚物、基于联苯二酐的2,2'-二甲基联苯胺、超高温HFPE。在一些实施例中,示例性聚酰亚胺可包括封端,诸如4-苯基乙炔基邻苯二甲酸酐(PEPA)和/或不对称氧联邻苯二甲酸酐(a-ODPA)封端。
可在CMC或PMC材料中利用的示例性增强纤维或布包括碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、石墨纤维,以及芳纶纤维。示例性增强纤维包括单丝、纱线、短切晶须或纤维,和/或颗粒。在一些实施例中,陶瓷纤维可由诸如碳化硅(SiC)、碳纤维(C)、蓝宝石、硅酸铝,和/或Si、Al、Zr、Y的氧化物,以及它们的组合的材料来形成。增强纤维可附加地包括无机填料,诸如二氧化硅、石英、叶蜡石、硅灰石、云母、滑石、蓝晶石,和/或蒙脱石,以及它们的组合。
本公开提供用于谐振单元206的许多构造,谐振单元206可包括在声学芯部200中。将认识到的是,许多附加构造在本公开的范围内。经由实例而非限制,本公开的另外的方面由以下条款的主题提供:
1.一种声学衬垫,其包括:声学芯部,所述声学芯部包括谐振单元的阵列,其中所述谐振单元中的相应谐振单元包括一个或多个单元壁和由所述一个或多个单元壁限定的谐振空间,并且其中所述谐振单元的阵列包括:多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且横切对应的谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
2.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述对接角为从5度到90度,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
3.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述隔板包括至少一个支持物,所述至少一个支持物与所述一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成。
4.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述隔板以大致一致的截面厚度横切所述对应的谐振空间。
5.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述隔板包括至少一个表面,所述至少一个表面具有大约零度的对接角,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
6.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述隔板以大致一致的截面厚度横切所述对应的谐振空间,并且其中所述隔板具有大约90度的对接角,如由平行于所述底面和/或所述顶面的平面确定的。
7.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中对应于所述多个谐振单元中的至少一些的所述隔板包括一个或多个隔板孔口,其限定上谐振空间与下谐振空间之间的路径。
8.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中限定所述上谐振空间与所述下谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个隔板孔口包括隔板孔口阵列,其限定所述上谐振空间与所述下谐振空间之间的路径的阵列。
9.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,所述声学衬垫包括:多个倾斜谐振单元,所述多个倾斜谐振单元中的相应倾斜谐振单元包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径;其中所述多个倾斜谐振单元具有从5到90度的单元角,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
10.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述谐振单元的阵列包括:多个会聚谐振单元和/或多个发散谐振单元。
11.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,所述声学衬垫包括:多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径。
12.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,所述声学衬垫包括:其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
13.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口包括隔板孔口阵列,其限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径的阵列。
14.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口设置在所述底面近侧。
15.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述谐振单元的阵列包括:多个中频谐振单元,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元位于所述多个耦合谐振单元中的对应的至少两个之间。
16.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中在所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径横切所述多个中频谐振单元中的相应一个,所述多个中频谐振单元中的所述相应一个包括将所述路径与所述中间谐振空间分离的隔板。
17.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述谐振单元中的至少一些具有与彼此不同的截面面积,所述截面面积沿着平行于所述顶面和/或所述底面的平面确定。
18.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述谐振单元的阵列包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个单元壁,所述线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元延伸;并且/或者其中所述谐振单元的阵列包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个隔板,所述线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元延伸。
19.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,所述声学衬垫包括:声学屏,所述声学屏与对应的一个或多个单元壁至少部分地集成地形成;和/或背板,所述背板与对应的一个或多个单元壁至少部分地集成地形成。
20.根据本文中的任何条款所述的声学衬垫,其中所述谐振单元的阵列使用增材制造技术产生。
21.一种声学衬垫,其包括根据本文中的任何条款所述的声学芯部。
22.一种声学芯部,其包括:谐振单元的阵列,其中所述谐振单元中的相应谐振单元包括一个或多个单元壁和由所述一个或多个单元壁限定的谐振空间,并且其中所述谐振单元的阵列包括:多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定在先谐振空间与后续谐振空间之间的路径;其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
23.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口包括隔板孔口阵列,其限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径的阵列。
24.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口设置在所述底面近侧。
25.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述谐振单元的阵列包括:多个中频谐振单元,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元至少部分地定位成邻近于所述多个耦合谐振单元中的至少一个并且/或者由所述多个耦合谐振单元中的至少一个至少部分地包绕。
26.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径横切所述多个中频谐振单元中的相应一个,所述多个中频谐振单元中的所述相应一个包括将所述路径与所述中间谐振空间分离的隔板。
27.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中将所述路径与所述中间谐振空间分离的所述隔板划定中央谐振空间,其限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的至少部分。
28.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述中频谐振单元包括与第二单元壁会聚和/或毗连的第一单元壁。
29.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述谐振单元的阵列包括:多个会聚谐振单元和/或多个发散谐振单元。
30.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中谐振单元的阵列包括至少一些倾斜谐振单元。
31.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述倾斜谐振单元具有从5到90度的单元角,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
32.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,所述声学芯部包括:多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括横切对应的谐振空间的隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成。
33.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述隔板横切所述对应的谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
34.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述对接角为从5度到90度,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
35.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述隔板包括至少一个支持物,其与所述一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成。
36.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述隔板以大致一致的截面厚度横切所述对应的谐振空间。
37.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述隔板以大致一致的截面厚度横切所述对应的谐振空间,并且其中所述隔板具有大约零度的对接角,如由平行于所述底面和/或所述顶面的平面确定的。
38.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中对应于所述多个谐振单元中的至少一些的所述隔板包括一个或多个隔板孔口,其限定所述上谐振空间与所述下谐振空间之间的路径。
39.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述谐振单元中的至少一些具有与彼此不同的截面面积,所述截面面积沿着平行于所述顶面和/或所述底面的平面确定。
40.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述谐振单元的阵列包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个单元壁,所述线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元延伸;并且/或者其中所述谐振单元的阵列包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个隔板,所述线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元延伸。
41.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述谐振单元的阵列使用增材制造技术产生。
42.一种声学芯部,其包括:谐振单元的阵列,所述谐振单元的阵列包括:多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间和后续谐振空间,并且包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径;以及多个高频谐振单元,所述多个高频谐振单元分别限定高频谐振空间,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
43.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
44.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述多个耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元包括多个倾斜谐振单元。
45.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括:具有从0.2到小于1.0的孔口减小因子,所述孔口减小因子根据关系:a=c(1-β)使所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸与所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸相关,其中β为所述孔口减小因子,“a”为所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸,并且“c”为所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸。
46.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,所述声学芯部包括:多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括以对接角横切所述分隔谐振单元的对应谐振空间的隔板,其相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
47.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,其中所述多个耦合谐振单元中的至少一些的所述后续谐振空间限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的下谐振空间,并且/或者其中所述高频谐振单元中的至少一些限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
48.根据本文中的任何条款所述的声学芯部,所述声学芯部包括:分别限定中频谐振空间的多个中频谐振单元,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元匹配,其中所述中频谐振单元中的至少一些限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
49.一种制作声学芯部的方法,所述方法包括:利用声学芯部构造系统确定用于包括谐振单元的阵列的声学芯部的构造,其中确定用于所述声学芯部的所述构造包括:确定用于多个耦合谐振单元的构造,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间和后续谐振空间并且包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定所述先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径;以及确定用于分别限定高频谐振空间的多个高频谐振单元的构造,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
50.根据本文中的任何条款所述的方法,其中限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
51.根据本文中的任何条款所述的方法,所述方法包括:确定期望衰减的低频声波的谐振频率,并且将所述多个耦合谐振单元调谐至期望衰减的所述低频声波的所述谐振频率,其中所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的所述谐振长度超过所述声学芯部的所述高度;以及/或者确定期望衰减的高频声波的谐振频率,并且将所述多个高频谐振单元调谐至期望衰减的所述高频声波的所述谐振频率,其中所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元的所述谐振长度超过所述相应高频谐振单元的所述高度。
53.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的所述谐振长度超过所述声学芯部的所述高度至少部分地达限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸,其小于所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸。
54.根据本文中的任何条款所述的方法,其中确定用于所述多个耦合谐振单元的所述构造包括:至少部分地基于孔口减小因子来确定所述一个或多个壁孔口的截面尺寸,所述一个或多个壁孔口限定所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的所述在先谐振空间和所述后续谐振空间之间的所述路径;以及/或者至少部分地基于所述孔口减小因子来确定所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸;其中所述孔口减小因子至少部分地基于所述孔口减小因子与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的谐振频率之间的关系来确定。
55.根据本文中的任何条款所述的方法,其中确定用于所述多个耦合谐振单元的所述构造包括:确定用于所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的孔口减小因子,所述孔口减小因子至少基于部分地基于所述孔口减小因子与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的谐振频率之间的关系来确定。
56.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述孔口减小因子与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的谐振频率之间的所述关系包括随着孔口减小因子的增大而减小的谐振频率。
57.根据本文中的任何条款所述的方法,其中确定的孔口减小因子为从0.5到小于1.0。
58.根据本文中的任何条款所述的方法,其中确定的孔口减小因子根据关系:a=c(1-β)使所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸与所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸相关,其中β为所述孔口减小因子,“a”为所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸,并且“c”为所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸。
59.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述孔口减小因子与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元的谐振频率之间的所述关系包括非线性区域,并且其中确定的孔口减小因子对应于所述非线性区域。
60.根据本文中的任何条款所述的方法,其中确定用于所述声学芯部的所述构造包括:确定用于多个分隔谐振单元的构造,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板横切所述分隔谐振单元的对应谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
61.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述多个耦合谐振单元中的至少一些的所述后续谐振空间限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的下谐振空间;并且/或者其中所述高频谐振单元中的至少一些的所述高频谐振空间限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
62.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述多个耦合谐振单元包括多个倾斜谐振单元,其中所述多个倾斜谐振单元具有从5到90度的单元角,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
63.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述谐振单元的阵列包括:多个会聚谐振单元和/或多个发散谐振单元。
64.根据本文中的任何条款所述的方法,其中与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配的所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元包括在几何学上与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元配合的所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元。
65.根据本文中的任何条款所述的方法,其中确定用于所述声学芯部的所述构造包括:确定用于分别限定中频谐振空间的多个中频谐振单元的构造,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元匹配。
66.根据本文中的任何条款所述的方法,所述方法包括:确定期望衰减的中频声波的谐振频率,并且将所述多个中频谐振单元调谐至期望衰减的所述中频声波的所述谐振频率,其中所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元的所述谐振长度超过所述相应中频谐振单元的所述高度。
67.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述中频谐振单元中的至少一些的所述中频谐振空间限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
68.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述谐振单元的阵列包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个单元壁,所述线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元延伸;并且/或者其中所述谐振单元的阵列包括沿着线性或曲线轨迹对准的一个或多个隔板,所述线性或曲线轨迹横跨多个谐振单元延伸。
69.根据本文中的任何条款所述的方法,所述方法包括:使用增材制造技术产生所述声学芯部。
70.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述方法构造成制作根据本文中的任何条款所述的声学芯部。
71.根据本文中的任何条款所述的方法,其中所述方法构造成制作根据本文中的任何条款所述的声学衬垫。
72.一种声学芯部构造系统,其中所述声学芯部构造系统构造成根据根据本文中的任何条款所述的方法来确定用于声学芯部的构造,其中所述声学芯部包括根据本文中的任何条款所述的声学芯部。
73.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质,所述计算机可执行指令在由处理器执行时使所述处理器执行方法,所述方法包括:确定用于包括谐振单元的阵列的声学芯部的构造,其中确定用于所述声学芯部的所述构造包括:确定用于多个耦合谐振单元的构造,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间和后续谐振空间并且包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径;以及确定用于分别限定高频谐振空间的多个高频谐振单元的构造,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
74.根据本文中的任何条款所述的计算机可读介质,其中所述计算机可读介质包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在由处理器执行时使所述处理器执行根据本文中的任何条款所述的方法。
该书面的描述使用示例性实施例以描述当前公开的主题(包括最佳模式),并且还使本领域技术人员能够实践此类主题(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。当前公开的主题的可授予专利权的范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件,或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件,则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种声学芯部,其包括:
谐振单元的阵列,所述谐振单元的阵列包括:
多个耦合谐振单元,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元限定在先谐振空间和后续谐振空间,并且包括具有一个或多个壁孔口的至少一个单元壁,所述一个或多个壁孔口限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的路径;以及
多个高频谐振单元,其分别限定高频谐振空间,所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元匹配。
2.根据权利要求1所述的声学芯部,其特征在于,限定所述在先谐振空间与所述后续谐振空间之间的所述路径的所述一个或多个壁孔口的截面尺寸小于所述在先谐振空间的截面尺寸和/或所述后续谐振空间的截面尺寸,所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸确定成邻近于所述一个或多个壁孔口。
3.根据权利要求1所述的声学芯部,其特征在于,所述多个耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元包括多个倾斜谐振单元。
4.根据权利要求1所述的声学芯部,其特征在于,所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元包括:具有从0.2到小于1.0的孔口减小因子,所述孔口减小因子根据关系:a=c(1-β)使所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸与所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸相关,其中β为所述孔口减小因子,“a”为所述一个或多个壁孔口的所述截面尺寸,并且“c”为所述在先谐振空间的所述截面尺寸和/或所述后续谐振空间的所述截面尺寸。
5.根据权利要求1所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且横切对应的谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
6.根据权利要求5所述的声学芯部,其特征在于,所述多个耦合谐振单元中的至少一些的所述后续谐振空间限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的下谐振空间,并且/或者其中所述高频谐振单元中的至少一些限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
7.根据权利要求1所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个中频谐振单元,其分别限定中频谐振空间,所述多个中频谐振单元中的相应中频谐振单元与所述多个耦合谐振单元中的相应耦合谐振单元和/或所述多个高频谐振单元中的相应高频谐振单元匹配,其中所述中频谐振单元中的至少一些限定所述多个分隔谐振单元中的至少一些的上谐振空间。
8.根据权利要求1所述的声学芯部,其特征在于,所述声学芯部包括:
多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且垂直于所述一个或多个单元壁中的所述至少一个定向,其中所述一个或多个单元壁中的所述至少一个相对于对应的在先谐振空间和/或对应的后续谐振空间的纵向轴线倾斜地定向。
9.一种声学芯部,其包括:
谐振单元的阵列,其中所述谐振单元中的相应谐振单元包括一个或多个单元壁和由所述一个或多个单元壁限定的谐振空间,并且其中所述谐振单元的阵列包括:
多个分隔谐振单元,所述多个分隔谐振单元中的相应分隔谐振单元包括隔板,所述隔板与对应的一个或多个单元壁中的至少一个集成地形成并且横切对应的谐振空间,其中具有对接角的所述隔板的至少一个表面相对于平面倾斜或垂直,所述平面平行于所述谐振单元的阵列的顶面和/或底面。
10.根据权利要求9所述的声学芯部,其特征在于,所述对接角为从5度到90度,如由平行于所述谐振单元的阵列的底面和/或顶面的平面确定的。
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