含压电-微穿孔板水下智能声学覆盖层多重耗能吸声机理与控制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51575201
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    黄其柏
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    E0503.机械动力学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Anechoic coating is of critical importance to sound stealth of underwater vehicle, and traditional anechoic coating’s performance on broadband sound absorption especially at low frequency range is difficult to meet the sound stealth requirements of modern underwater vehicle. In this project, a smart anechoic coating containing piezoelectric (PZT) composite and micro-perforated panels is proposed. The integrated sound absorber with multiple energy-dissipation mechanism provides an efficient solution for underwater broadband sound absorption. This project mainly focuses on the sound absorption modeling and revealing the multiple energy-dissipation mechanism of this anechoic coating. This project will explore the sound energy guide and gather technology based on PZT-cavities' changeable tuning. The structure optimization and the electrical characteristics prediction model of PVDF-MPP will be researched, and the design method of shunt circuit based on multiple modes as well as optimal energy-dissipation will be proposed. Parametric control model of smart anechoic coating based on impedance matching will be established, and optimized control strategy and algorithm will be put forward. The research achievements will provide a theoretical base and technical support for the sound stealth design of underwater vehicle, which has important theory value and broad application prospects.
声学覆盖层对水下航行器声隐身特性至关重要，传统的声学覆盖层在低频宽带吸声方面难以满足现代水下航行器声隐身需求。本项目提出的含压电-微穿孔板复合智能声学覆盖层具有多重耗能机制，为解决水下低频宽带高性能吸声问题提供一种新的途径。项目重点研究压电智能声学覆盖层吸声建模理论与方法，揭示其多重耗能吸声机制与特性；探讨压电-声腔变频声波导引与共振能量聚集技术，研究PVDF-MPP的结构优化方案与电特性预测模型，提出基于多模态最优耗能的分流阻尼电路设计方法；建立基于声阻抗匹配的智能声学覆盖层吸声参数化控制模型，提出最优控制策略、算法并设计控制系统。本项目的研究将为水下航行器的吸声降噪与声隐身性设计提供理论和技术基础，具有重要的学术价值和广阔的应用前景。

结项摘要

声学覆盖层对水下航行器声隐身特性至关重要，传统的声学覆盖层在低频宽带吸声方面难以满足现代水下航行器声隐身需求。本项目提出的含压电-微穿孔板复合智能声学覆盖层具有多重耗能机制，可为解决水下低频宽带高性能吸声问题提供理论基础。在项目资助期间，主要围绕复合声学覆盖层多重耗能机理、声学建模、能量聚集及吸声控制方法等展开了系统深入的研究。提出了微穿孔板-粘弹性材料耦合共振耗能机理；建立了含压电-微穿孔板的粘弹性基体多重吸声耗能模型；研究了考虑艇壳结构的一体化覆盖层声学建模方法；分析了含亚波长压电阵列结构的半主动复合覆盖层吸声特性；探索了基于声梯度折射率结构的能量聚集方法；研究了含亚波长阵列结构的吸声体的变频特性；分析了功能梯度及功能梯度纳米增强声学覆盖层的振声特性。基于模型不确定性分析理论，进行了结构参数不确定性对覆盖层声振耦合特性的影响及优化研究。在此基础上，设计制作了测试样件，利用水声阻抗管测试系统分别测试了复合声学覆盖层及考虑艇壳背衬的一体化声学覆盖层的吸声特性，并通过理论与实验结果的对比验证了本项目所提出的理论方法的正确性。本项目取得的研究成果为水下航行器复合声学覆盖层的低频宽带吸声控制及声隐身设计提供了一种新途径。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（9）
专利数量（0）
A sandwich anechoic coating embedded with a micro-perforated panel in high-viscosity condition for underwater sound absorption
嵌入微孔板的夹层消声涂料，在高粘度条件下用于水下吸声
  • DOI：
    10.1016/j.compstruct.2019.111761
  • 发表时间：
    2020-03-01
  • 期刊：
    COMPOSITE STRUCTURES
  • 影响因子：
    6.3
  • 作者：
    Li, Lin;Zhang, Zhifu;Li, Shande
  • 通讯作者：
    Li, Shande
A New Uncertain Analysis Method for the Prediction of Acoustic Field with Random and Interval Parameters
随机区间参数声场预测的不确定分析新方法
  • DOI：
    10.1155/2016/3693262
  • 发表时间：
    2016-05
  • 期刊：
    SHOCK AND VIBRATION
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Wang Mingjie;Wan Zhimin;Huang Qibai
  • 通讯作者：
    Huang Qibai
三角截面内管的阻抗复合消声器声学特性研究
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1006-1335.2016.04.038
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    噪声与振动控制
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄逸哲;蔡敢为;李霖;李善德
  • 通讯作者：
    李善德
Simultaneous excitation and parameter identification for non-linear structural systems
非线性结构系统的同步激励和参数识别
  • DOI：
    10.21595/jve.2017.17576
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Vibroengineering
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Wan Zhimin;Wang Ting;Huang Qibai;Zheng Weiguang;Gu Feng
  • 通讯作者：
    Gu Feng
Low-Frequency Broadband Sound Transmission Loss of Infinite Orthogonally Rib-Stiffened Sandwich Structure with Periodic Subwavelength Arrays of Shunted Piezoelectric Patches
具有分流压电贴片周期性亚波长阵列的无限正交肋加强夹层结构的低频宽带声传输损耗
  • DOI：
    10.1155/2017/2791351
  • 发表时间：
    2017-04
  • 期刊：
    SHOCK AND VIBRATION
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Zhang Zhifu;Zheng Weiguang;Huang Qibai
  • 通讯作者：
    Huang Qibai

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其他文献

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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    Journal of Vibroengineering
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    黄其柏
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    --
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    李兆军;蔡敢为;黄其柏
  • 通讯作者：
    黄其柏

其他文献

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基于深海生物耐压机能的充液多孔仿生复合声学覆盖层吸隔声机理与性能调控
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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