根据BOACH声学多年对多孔材料声学特性的研究及结合客户实际工程问题的解决，目前市面上关于多孔材料声学模型较多，其需求的参数因为模型的选择而存在较大的差异；为此，BOACH声学针对多孔材料实际建模详细介绍不同模型所对应的参数需求量；并论述不同模型之间的差异。

多孔材料声学理论模型介绍

多孔材料的声学理论模型有多种，其中典型的多孔材料分为开孔类与闭孔类；对于我们常说的吸声材料以开孔类为主，其典型的常用声学模型（在CAE软件中明确提出的）有：

1）D-B达西经验模型；

年，Delany和Bazley基于经验数据提出了该半经验模型；

该模型输入参数：材料流阻率、孔隙率；

该模型较适合高孔隙率的纤维类材料；

应用：玻璃纤维棉（航空绝热隔声棉、建筑用玻璃纤维棉等）、矿物棉、塑料纤维棉等；

2）Miki经验模型；

Miki模型基于D-B模型演化而来，其克服了D-B模型中密度*频率/流阻的适用范围及固定指数带来的一些问题；

该模型输入参数：材料流阻率、孔隙率；

为此Miki模型的适用范围更宽，其典型计算方法如下：

应用：D-B模型应用领域、塑料发泡类材料（典型以聚氨酯发泡等塑料类多孔材料）等；

Mechel模型与此类似。

3）Craggs理论模型:

~年，Craggs基于材料的Rayleigh模型演化而来；

假设条件：材料为各向同性材料、纤维为刚性纤维、流阻率各个方向相同；

该模型输入参数：流阻率、孔隙率、结构因子（StructureFactor）；

参考文献：

4）Allard-Johnson分析模型；

~年，Allard及Johnson先后提出了影响多孔材料的典型几个参数，并于后期形成了Allard-Johnson模型；并形成了书籍出版

该模型分为Rigid（骨架刚性）、Limp（骨架有质量惯性影响）、Elastic（骨架为弹性体）；

该模型输入参数：

Rigid模型：流阻率、孔隙率、曲折度、粘特征因子、热特征因子、气体相关热力学参数；

Limp模型：流阻率、孔隙率、曲折度、粘特征因子、热特征因子、材料密度、气体相关热力学参数；

Elastic模型：流阻率、孔隙率、曲折度、粘特征因子、热特征因子、材料密度、体模量、泊松比、损耗因子、气体相关热力学参数；

应用：基本上可以涵盖所有的开孔多孔材料；

参考文献：

5）Biot分析模型；

年由Biot基于毛细理论提出，并成为了最著名的多孔材料模型；其涵盖了力学、声学等方面的基本理论，并可应用于开孔及闭孔多孔材料；

后来的Allard、Johnson、Wilson等模型，其实都是基于Biot模型进行不断简化形成；

该模型输入参数：流阻率、孔隙率、曲折度、粘特征因子、热特征因子、材料密度、体模量、泊松比、损耗因子、剪切模量（等其他力学参数，主要取决于材料是否为非同质假设）、气体相关热力学参数；

应用：基本上可以涵盖所有的多孔材料（包括开孔及闭孔）；

2.多孔材料声学模型经验模型与分析模型常规应用

在实际工程中，为了追求性价比，经常使用的模型以前4种为主，其中第4）种及第1）/2)种最为常用；可适用于大多数多孔材料；目前对于常用的开孔类吸声材料其最重要的声学材料参数为：流阻率及孔隙率。

仅考虑流阻率/孔隙率经验模型计算结果vsJohnson-Allard模型

玻璃纤维棉

仅考虑流阻率/孔隙率经验模型计算结果vsJohnson-Allard模型

聚氨酯棉

常规采用中，9大参数的Allard-Johnson模型并不能体现其明显的优势；而经验模型可以采用较低成本即可满足工程使用。

3.CAE软件中的声学模型建模方法及BOACH解决方案

在CAE分析软件中，对于吸声材料的定义，除了上述的工程模型、分析模型外还结合模型定义通过传递矩阵、等效流体定义方法对其进行模拟；典型以商用软件中的FastTrim、传递矩阵、空气复密度及复声速的定义方式实现对多孔材料定义。

BOACH声学多孔材料模型分析方法及其相关参数检测解决方案

BOACH声学Allard-Johnson多孔材料分析模型对应参数获取检测流程如下：

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友情提醒：

不是所有的多孔吸声材料都需要进行9大参数检测，相反，大部分的吸声材料只需要检测流阻率和孔隙率即可满足工程需要！对应的解决方案如下：

等效流体理论/传递矩阵理论：一套阻抗管可以解决你所

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