多个顺序的不对称声学元材料,在亚波长尺度上具有宽带间隙
Xiaopeng Wang1, Wenjiong Chen1, Sheng Li1
1State Key Laboratory of Structural Analysis, Optimization and CAE Software for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 23, 2023
概括
具有多顺序旋转设计的非对称声学超材料 (AAM) 显著增强宽带声音隔离. 破坏这些亚波长结构中的对称性可以提高性能,并扩大噪声控制应用的带宽.
科学领域:
- 声学 声学 在声学上
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理 物理学 物理
背景情况:
- 低波长噪声操纵是具有挑战性的.
- 声学超材料为隔离声音提供了潜在的潜力.
- 现有的设计往往缺乏宽带性能.
研究的目的:
- 提出和研究不对称的声学元材料 (AAMs) 用于增强宽带声隔离.
- 探索结构修改对隔音性能的影响.
- 阐明带隙生成和可调性背后的机制.
主要方法:
- 基于旋转的多顺序非对称声学超材料 (AAM) 的设计和模拟.
- 研究卷轴通道和方形腔体尺寸的影响.
- 使用S参数检索方法计算有效参数.
- 分析声音传输特性和频段结构.
主要成果:
- 不对称的设计显著提高了整体隔音性能.
- 在卷状通道和方形腔中增加的传播长度会扩大相对带宽.
- 全向带隙占据了亚波长范围的很大一部分 (高达76.84%).
- 第一阶段的带隙转移到较低的频率,并扩大.
结论:
- 破坏声学元材料中的结构对称性可以增强宽带声音隔离.
- 与低级设计相比,多级AAM提供了更高的性能.
- 这些发现激发了非对称性在声学元材料设计中的更广泛应用.


