زهرا هاشمی، محمد‌جواد شیخ‌مظفری، آزما پوترا، مرضیه صادقیان، نسرین اسدی، سعید احمدی، معصومه علی‌دوستی،
دوره 14، شماره 3 - ( 7-1403 )
چکیده
مقدمه: با وجود اینکه پنل‌های میکروسوراخدار (MPP) به عنوان نسل جدیدی از جاذب‌های صوتی و جایگزینی موثر برای جاذب‌های الیافی معرفی می‌شوند، این فناوری همچنان با چالش‌هایی مواجه است. مهم‌ترین ضعف این پنل‌ها، پهنای باند جذب محدود آنهاست که عمدتاً در اطراف فرکانس طبیعی متمرکز است. این محدودیت باعث می‌شود که MPP ها نتوانند به‌طور موثری طیف وسیعی از فرکانس‌ها را پوشش دهند، که این امر کارایی آنها را در کاربردهای مختلف کاهش می‌دهد. در نتیجه، بهینه‌سازی طراحی این پنل‌ها برای بهبود عملکرد جذب در گستره وسیع‌تری از فرکانس‌ها، به یکی از اهداف اصلی تحقیقات در این حوزه تبدیل شده است
روش کار: در این مطالعه از روش سطح پاسخ (RSM) با رویکرد طراحی مرکب مرکزی (CCD) و نرم‌افزار Design Expert برای تعیین میانگین ضریب جذب نرمال در محدوده فرکانسی ۱۲۵ تا ۲۵۰۰ هرتز استفاده شد. همچنین شبیه‌سازی‌های عددی به روش اجزاء محدود (FEM) برای اعتبارسنجی نتایج RSM انجام گرفت. پس از بهینه‌سازی، یک جاذب MPP طراحی، ساخته و ضریب جذب نرمال آن با استفاده از لوله امپدانس اندازه‌گیری شد. مدل تئوریک مدار معادل (ECM) نیز برای پیش‌بینی ضریب جذب نرمال برای MPP ساخته شده استفاده شد.
یافته ها: فرایند بهینه‌سازی نشان داد که با تنظیم قطر سوراخ‌ها، درصد تخلخل و عمق حفره هوایی پشت پنل به ترتیب بر روی ۰.۳ میلی‌متر، ۲.۵% و ۲۵ میلی‌متر، حداکثر جذب در محدوده فرکانسی مورد نظر حاصل می‌شود. تحت این شرایط بهینه، میانگین ضریب جذب با پیش‌بینی‌های RSM در شبیه‌سازی‌های عددی، تئوریک و آزمایشگاهی هماهنگی نزدیک داشت و بهبود چشمگیری به میزان ۱۳.۸% نسبت به MPP غیر بهینه‌شده نشان داد.
نتیجه گیری: این مطالعه کارایی و اثربخشی استفاده از RSM را برای ارزیابی پارامترهای مختلف مؤثر بر عملکرد MPP به نمایش گذاشت. همچنین مدل عددی FEM و مدل تئوریک ECM همبستگی قابل توجهی با نتایج لوله امپدانس نشان دادند و به‌عنوان جایگزین‌های مقرون‌به‌صرفه و قابل اعتماد برای روش‌های آزمایشگاهی سنتی پیشنهاد می‌شوند. این مدل‌ها سطح توافق قابل قبولی با نتایج تجربی ارائه دادند و پتانسیل خود را در کاربردهای عملی تایید کردند.
