本发明涉及噪声控制领域，具体涉及一种深亚波长低频吸声单元、吸声结构及吸声方法。
背景技术：
1、微穿孔板是一种共振吸声单元，一个共振单元可以看作是一个质量-弹簧振子系统，孔洞及周围的空气作为声质量，包含空气的空腔作为声容，当噪声的频率与单元的固有频率接近时，声波引起质量-弹簧振子系统共振从而耗散声能，由于其吸声特性良好、吸声频带宽度可调、耐用性高和结构强度大等特点在噪声抑制领域得到了较多的重视和发展。根据我国著名声学家马大猷提出的微穿孔板理论，传统穿孔板和微穿孔板结构用于低频吸声需要大约四分之一波长的空腔深度，占用大量空间，很难满足实际应用中小尺寸和轻量化等需求。因此，设计一种基于环形折曲通道和穿孔板的深亚波长低频吸声单元解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于环形折曲通道和穿孔板的深亚波长低频吸声单元、吸声结构及吸声方法。本发明通过创新的环形折曲通道设计，实现了低频高效吸声、结构紧凑与轻量化等性能优势，为噪声控制领域提供了新的解决方案，展现出显著的技术优势和应用潜力。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、本发明提供一种深亚波长低频吸声单元，所述吸声单元包括顶盖和底盖，所述顶盖包括顶板和位于所述顶板中心的穿孔，所述底盖包括底板和固定于所述底板边缘上的外壁板，所述外壁板顶部与所述顶板密封固定，所述穿孔外围的所述顶板底面上间隔设置有多个第一环形隔板，所述第一环形隔板底面与所述底板顶面之间具有间距形成第一水平通道；所述外壁板内侧的所述底板顶面上间隔设置有多个第二环形隔板，所述第二环形隔板顶面与所述顶板底面之间具有间距形成第二水平通道；所述第一环形隔板与所述第二环形隔板以及所述外壁板之间交错间隔布置形成竖直通道；所述第一水平通道与所述第二水平通道以及所述竖直通道之间相互连通形成环形折曲通道。
4、优选的，所述第一水平通道与所述第二水平通道以及所述竖直通道的通道宽度均相同。
5、进一步优选的，所述穿孔的直径与所述环形折曲通道的通道宽度相同。
6、优选的，所述顶板、底板、外壁板、第一环形隔板以及第二环形隔板的厚度均相同。
7、进一步优选的，所述顶板、底板、外壁板、第一环形隔板以及第二环形隔板的厚度为所述环形折曲通道的通道宽度的1/4。
8、优选的，所述第一环形隔板与所述第二环形隔板的数量相差1个。
9、优选的，所述第一环形隔板与所述第二环形隔板均以所述穿孔为中心同心设置。
10、优选的，所述顶板、底板、外壁板、第一环形隔板以及第二环形隔板的材质均为刚性金属材质。
11、本发明还提供一种吸声结构，所述吸声结构包括多个所述的吸声单元。
12、本发明还提供一种利用所述吸声结构的吸声方法，包括以下步骤：
13、基于一个或多个待吸收的噪声频率设计确定至少一个吸声单元的几何尺寸；
14、对多个吸声单元排列组合形成吸声结构，将底板与目标吸声对象接触固定，将穿孔朝向噪声源以吸声。
15、本发明吸声单元的工作原理如下：
16、本发明在应用时将顶盖端对准噪声源，声波通过顶板上的穿孔进入到板后的环形折曲通道；特定频率的声波首先被顶板上的穿孔通过热黏性耗散效应吸收，随后激发环形折曲通道中的空气共振，被大量吸收；环形折曲通道大大延长了声波在结构内的传播路径，使该结构的有效工作频率向低频大幅偏移，实现深亚波长低频准完美吸声。
17、相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果如下：
18、1、本发明通过设计环形折曲通道，能够在不增加结构外部尺寸的情况下，有效延长声波在吸声结构内部的传播路径，从而在深亚波长尺度下实现低频吸声，解决了传统微穿孔板吸声单元需要较大空腔深度的问题，使得吸声结构更加紧凑，易于在空间受限的环境中应用。环形折曲通道的设计使得本发明在保持高效吸声性能的同时，实现了结构的小型化和轻量化，这对于需要控制重量和体积的应用场景尤为重要，如航空航天、汽车等领域。
19、2、穿孔的设计不仅作为声波进入的通道，还通过热黏性耗散效应直接吸收部分声能，这一机制在低频吸声中尤为重要，进一步提高了整体吸声性能。该吸声单元通过调节穿孔直径、环形隔板的长度和数量，能够精确控制吸声峰值的位置和宽度，实现对特定低频段的高效吸收，同时保持较宽的吸声频带，提升了吸声效率和适用范围。
20、3、该吸声单元优选使用刚性金属材质，确保了结构的强度和耐用性，同时也便于大规模生产和加工。此外，材质的选择和结构的对称设计有利于标准化生产，降低制造成本。
21、4、本发明所有结构均为中心对称，结构简单，应用场景广泛，且利于生产加工。
22、综上所述，本发明通过创新的环形折曲通道设计，在不牺牲吸声性能的前提下实现了结构的小型化和轻量化，为噪声控制领域提供了新的解决方案，尤其是在空间有限或对吸声效率有特殊要求的场合下，展现出显著的技术优势和应用潜力。
1.一种深亚波长低频吸声单元，所述吸声单元包括顶盖(1)和底盖(2)，所述顶盖(1)包括顶板(12)和位于所述顶板(12)中心的穿孔(11)，所述底盖(2)包括底板(21)和固定于所述底板(21)边缘上的外壁板(23)，所述外壁板(23)顶部与所述顶板(12)密封固定，其特征在于：所述穿孔(11)外围的所述顶板(12)底面上间隔设置有多个第一环形隔板(13)，所述第一环形隔板(13)底面与所述底板(21)顶面之间具有间距形成第一水平通道(31)；所述外壁板(23)内侧的所述底板(21)顶面上间隔设置有多个第二环形隔板(22)，所述第二环形隔板(22)顶面与所述顶板(12)底面之间具有间距形成第二水平通道(32)；所述第一环形隔板(13)与所述第二环形隔板(22)以及所述外壁板(23)之间交错间隔布置形成竖直通道(33)；所述第一水平通道(31)与所述第二水平通道(32)以及所述竖直通道(33)之间相互连通形成环形折曲通道(3)。
2.根据权利要求1所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述第一水平通道(31)与所述第二水平通道(32)以及所述竖直通道(33)的通道宽度均相同。
3.根据权利要求2所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述穿孔(11)的直径与所述环形折曲通道(3)的通道宽度相同。
4.根据权利要求1所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述顶板(12)、底板(21)、外壁板(23)、第一环形隔板(13)以及第二环形隔板(22)的厚度均相同。
5.根据权利要求4所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述顶板(12)、底板(21)、外壁板(23)、第一环形隔板(13)以及第二环形隔板(22)的厚度为所述环形折曲通道(3)的通道宽度的1/4。
6.根据权利要求1所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述第一环形隔板(13)与所述第二环形隔板(22)的数量相差1个。
7.根据权利要求1所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述第一环形隔板(13)与所述第二环形隔板(22)均以所述穿孔(11)为中心同心设置。
8.根据权利要求1所述的深亚波长低频吸声单元，其特征在于：所述顶板(12)、底板(21)、外壁板(23)、第一环形隔板(13)以及第二环形隔板(22)的材质均为刚性金属材质。
9.一种吸声结构，其特征在于：所述吸声结构包括多个如权利要求1-8中任一项所述的吸声单元。
10.一种利用如权利要求9所述吸声结构的吸声方法，其特征在于，包括以下步骤：
