محمدجواد شیخمظفری، زهرا هاشمی، علی محسنیان،
دوره 14، شماره 4 - ( 10-1403 )
چکیده
مقدمه: جاذبهای میکروسوراخدار (MPP) به عنوان جاذبهای نسل بعد دارای مزایای زیادی هستند. اما بزرگترین عیب آنها نسبت به جاذبهای دیگر پهنای باند اندک آنها میباشد. هدف از این مطالعه بررسی چگونگی افزایش پهنای باند یک MPP در بازه فرکانسی 1 تا 1500 هرتز از طریق شبیهسازی با استفاده از روش المان محدود (FEM) در نرم افزار کامسول میباشد.
روش کار: برای انجام مدلسازی از FEM در نرم افزار کامسول نسخه 5.3a استفاده گردید. به منظور افزایش پهنای باند از تکنیکهای پیکربندی سری-موازی، عمقهای هوایی متقارن و نامتقارن و بکاربردن دو ماده جاذب متخلخل در لایههای هوا به صورت متقارن و نامتقارن استفاده گردید. در مرحله اول ابتدا بهترین پیکربندی انتخاب و سپس برای مراحل بعدی ثابت در نظر گرفته شد.
یافته ها: بهترین حالت چیدمان پیکربندی حالتی است که دو MPP بالاتر نسبت به دو MPP پایینتر، دارای سوراخهای بزرگتر و درصد تخلخل کمتری باشد. همچنین مشخص گردید در صورتی که اختلاف عمق لایههای هوا دو MPP بالا و پایین از هم بیشترین باشد، پهنای باند افزایش بیشتری پیدا میکند تا زمانی که بهم نزدیکتر باشند. همچنین با استفاده از مواد متخلخل الیافی در یکی از لایهها پیک رزونانس کاهش اما پهنای باند افزایش پیدا کرد.
نتیجه گیری: جاذبهای MPP به دلیل ساختار هلمهولتزی و ساختار پارامتریک خود دارای رفتارهای متفاوتی هستند و در صورتی که پارامترهای تشکیل دهنده آنها متناسب با خصوصیات آکوستیکی صدای مد نظر طراحی شود بالاترین راندمان را خواهند داشت. همچنین استفاده از روشهای عددی مثل FEM جایگزین مناسبی برای روشهای هزینه بر آزمایشگاهی باشد.
محمدجواد شیخمظفری، ابراهیم تابان، علی محسنیان، کیت اتنبرو، محمد فریدن،
دوره 15، شماره 4 - ( 10-1404 )
چکیده
مقدمه: با توجه به نگرانیهای زیستمحیطی و بهداشتی مرتبط با جاذبهای صوتی الیاف مصنوعی، نیاز به یافتن جایگزینهای طبیعی، پایدار و زیستتخریبپذیر بیش از پیش احساس میشود. پسماندهای کشاورزی مانند پوست سخت گردو به دلیل ساختار متخلخل ذاتی، پتانسیل بالایی در این زمینه دارند. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی جامع خواص آکوستیکی کامپوزیتهای ساخته شده از پوست گردو و بررسی تاثیر پارامترهای کلیدی طراحی مانند ضخامت و میزان خردایش بر عملکرد جذب صوتی آنها است.
روش کار: در این مطالعه تجربی و تحلیلی، نمونههای جاذب صوت متخلخل گرانوله از پوست گردو در سه سطح خردایش (کم، متوسط و زیاد) و چهار ضخامت (۲۰، ۴۰، ۶۰ و ۸۰ میلیمتر) ساخته شدند. ضریب جذب صوتی نمونهها با استفاده از روش استاندارد لوله امپدانس اندازهگیری شد. بهمنظور درک ساختار داخلی و مورفولوژی، از میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (FESEM) استفاده گردید. در نهایت، نتایج تجربی با پیشبینیهای دو مدل ریاضی معتبر Slanted Slit (SS) و Non-uniform pore size distribution (NUSPD) مقایسه و اعتبارسنجی شد.
یافته ها: نتایج نشان داد که افزایش ضخامت و میزان خردایش، هر دو به طور معناداری عملکرد جذب صوتی را بهبود میبخشند. افزایش ضخامت از ۲۰ به ۸۰ میلیمتر در نمونههای با خردایش زیاد، قله جذب را از فرکانس ۲۰۰۰ هرتز به ۶۳۰ هرتز (محدوده فرکانسهای میانی) منتقل کرد. همچنین، افزایش میزان خردایش در ضخامت ثابت ۸۰ میلیمتر، ضریب جذب را در فرکانس ۶۳۰ هرتز از ۰.۴۸ به ۰.۹۷ (نزدیک به جاذب کامل) ارتقا داد. این بهبود عملکرد ارتباط مستقیمی با افزایش همزمان چگالی، تورتوزیته و مقاومت به جریان هوا داشت که در اثر فرآیند خردایش شدید رخ میدهد. مدلهای ریاضی نیز بالاترین انطباق را با نتایج تجربی نمونههای با خردایش زیاد نشان دادند.
نتیجه گیری: پسماند پوست گردو، به ویژه پس از فرآوری مکانیکی از طریق خردایش شدید، یک ماده جاذب صوت بسیار کارآمد، پایدار و زیستسازگار است. فرآیند خردایش با فعالسازی تخلخلهای درونی ماده، ساختار آکوستیکی آن را بهینه کرده و عملکردی مطلوب در بازه فرکانس گفتار (۵۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتز) ایجاد میکند. این ماده پتانسیل بالایی برای استفاده به عنوان جایگزین جاذبهای مصنوعی در کاربردهای داخلی مانند کنترل نویز در ساختمانها و فضاهای بسته را داراست.
