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研究生: 黃晴文
Huang, Chin-Wen
論文名稱: 發泡無機聚合物隔音性能之數值分析
Numerical analysis for noise protection of foamed inorganic polymers
指導教授: 黃忠信
Huang, Jong-Shin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 72
中文關鍵詞: 發泡無機聚合物
外文關鍵詞: foamed inorganic polymers
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  • 本計畫將以有限元分析套裝軟體ABAQUS中的聲學元素,試圖建造一隔音模型以模擬真實音響實驗室中之隔音試驗。計畫首先探討隔音模型內隔音板、迴響室、無響室之配置與穿透損失率之相對影響,找出最適空間配置、切割條件以進行隔音板模擬。接著進行探討模型中之隔音板密度、彈性模數等材料因素,以及厚度、內部孔隙率、內部孔洞配置、孔洞形狀等幾何因素對於隔音模擬性能之影響。最後將結果與真實音響實驗室所得之數據相互比對,進而修正模型以獲得更精確之數值分析結果。最終期望能建構一適當模型以數值分析取代大量繁雜實驗工作,探討不同材料與結構因素對模擬隔音效能的影響。

    In the study, a finite element package ABAQUS was employed to generate a simple numerical model for the simulation of sound insulation measurements conducted in an audio laboratory. The effects of configuration of echo chamber and anechoic chamber on the sound transmission loss of foamed inorganic polymeric panels were first numerically investigated. Consequently, the adequate boundary condition and finite element meshing for the simulation of sound insulation measurements were found. Furthermore, the effects of the density, porosity, pore-size distribution, pore shape and properties of foamed inorganic polymers as well as the structural thickness on the sound transmission loss of panels were evaluated numerically. The numerical results obtained here will be compared to the existing experimental measurements to verify its validity and accuracy. It is expected that the proposed simple numerical analysis can be utilized in the future to partially replace some tedious experimental works when cost and time are of concern.

    目錄 第一章 緒論 摘要 I ABSTRACT II 目錄 V 表目錄 IV 圖目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 本文組織與內容 2 第二章 相關理論與文獻回顧 4 2.1 泡沫無機聚合材料 4 2.1.1 無機聚合材料 4 2.1.2 泡沫無機聚合材料之製作 6 2.2 材料聲學特性 7 2.2.1 聲學基本參數、單位 7 2.2.2 聲學基本性質 8 2.2.3 噪音控制方式 9 2.3 聲學相關公式推導 9 2.3.1 波動方程式 9 2.3.2 單層板質量定理 12 2.3.3 多層板含空氣夾層公式推導 16 第三章 數值模擬方法與步驟 21 3.1 研究規劃與準備 21 3.1.1 研究規劃 21 3.1.2 聲學單位轉換 22 3.2 模型建構 23 3.2.1 試驗材料與音響試驗室規格 23 3.2.2 仿音響實驗室模型建構 23 3.2.3 模型修正 24 3.2.4 3D 模型試作 25 3.3 利用實心板進行基本性質模擬 26 3.3.1 密度對穿透損失值的影響 26 3.3.2 體積模數對穿透損失值的影響 26 3.3.3 厚度對穿透損失值的影響 27 3.4 利用多層板進行孔洞擺設對穿透損失值影響模擬 28 3.4.1 孔隙率對穿透損失值的影響 28 3.4.2 結構對稱性對穿透損失值的影響 28 3.4.3 孔洞擺設對穿透損失值的影響 29 3.5 以內含圓形孔洞之隔音板對損失值影響模擬 30 3.5.1 孔隙率對穿透損失值的影響 30 3.5.2 孔徑對穿透損失值的影響 30 3.6 和真實實驗數據對比 31 第四章 模擬結果與討論 43 4.1 利用實心板進行基本性質模擬 45 4.1.1 體積模數對穿透損失值的影響 45 4.1.2 密度對穿透損失值的影響 46 4.1.3 隔音板厚度對穿透損失值的影響 46 4.2 孔洞擺設對穿透損失值影響模擬 47 4.2.1 孔隙率對穿透損失值的影響 47 4.2.2 對稱性對穿透損失值的影響 47 4.2.3 孔洞擺設對穿透損失值、共振的影響 48 4.3 內含圓形孔洞之隔音板進行模擬 50 4.3.1 孔隙率對穿透損失值的影響 50 4.3.2 孔徑對穿透損失值的影響 51 4.4 數值分析結果與實驗數據之比較 51 4.4.1 比較厚度對穿透損失值影響 51 4.4.2 比較孔隙率對穿透損失值影響 52 4.4.3 比較泡沫孔徑對穿透損失值影響 53 4.5 3D 模型試作結果 53 第五章 結論與建議 66 5.1 結論 66 5.2 建議 68 參考文獻 69 附錄 72

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    下載圖示 校內:2021-12-31公開
    校外:2021-12-31公開
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