Theoretical Evaluation of the Edge Effect of an Absorbing Strip on a Pressure-Release Boundary

ISSN： 1610-1928

Source： Acta Acustica united with Acustica, Vol.70, Iss.1, 1990-01, pp. : 66-75

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Abstract

The edge effect of an infinite strip of locally reacting absorber material within an acoustically soft wall is considered, a problem relevant in certain hydroacoustic applications. A general method for numerical solution of the problem, and an analytical solution for the long-wave limit are presented. Numerical calculations of the absorption efficiency exhibit a typical resonance-like behaviour in the case of absorbers with spring-type impedance. The associated excess absorption, caused by waves generated at the edges of the strip and guided along the absorber surface, is greater than in the equivalent problem of absorbers on a rigid wall. Resonances of that type can presumably be used to increase the absorption in certain frequency intervals as compared to a full-area coating.ZusammenfassugDer Kanteneffekt für einen Absorber auf einer schallweichen Wand ist ein Problem, das für die hydroakustische Meßtechnik und den Einsatz von Wasserschallabsorbern von Bedeutung ist. Nach der Herleitung eines allgemeinen Verfahrens zur numerischen Lösung des Randwertproblems für den unendlich langen Streifen wird die analytische Lösung für den Grenzfall großer Wellenlängen angegeben. Numerische Berechnungen der effektiven Absorptionsfläche zeigen typische Resonanzerscheinungen bei Absorbern mit Federungsreaktanz. Die damit verbundene erhöhte Absorption rührt von Sekundärwellen her, die an den Absorberkanten entstehen und entlang der Absorberoberfläche geführt werden; sie ist größer als die entsprechende Absorptionsgraderhöhung auf schallharter Wand. Die Resonanzeffekte sollten sich zu einer wirksameren Ausnutzung von Absorberbeschichtungen in bestimmten Frequenzbereichen benutzen lassen.SommaireOn examine le problème de l'effet exercé par les bords latéraux d'un ruban infini en matériau absorbant à réaction locale inséré dans une paroi acoustiquement molle. Ce problème comporte diverses applications dans le domaine de l'hydroacoustique. On expose une méthode générale fournissant une solution numérique valable dans tous les cas et une solution analytique restreinte aux basses fréquences. Le calcul numérique de l'absorption produite par le dispositif en question met en évidence un comportement typique tout à fait analogue à la rèsonance qu'on observe quand on attribute à un absorbeur une impédance du type ressort. L'absorption excédentaire associée provient des ondes rayonnées par les bords latéraux du ruban et dépasse en importance celle que procure, dans des conditions équivalentes, un ruban absorbent posé sur un mur rigide. On présume que des résonances de ce type pourraient s'utiliser pour obtenir une absorption renforcée dans certaines bandes de fréquence où elle peut même dépasser les valeurs fournies par un revêtement recouvrant la paroi entière.