基于微观结构的建模来描述低孔密度的开放细胞泡及其实验验证的实验验证.
Swati Sachan1, Sripriya Ramamoorthy1
1Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology Bombay, Mumbai 400076, India.
The Journal of the Acoustical Society of America
|January 5, 2024
概括
一种新的直接流体模型 (DFM) 准确地预测了低孔密度微晶格的声学特性,优于这些材料的传统方法. 这一进步对于了解各种应用中开放细胞泡的声学行为至关重要.
科学领域:
- 声学 声学 在声学上
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有孔的材料有孔的材料
背景情况:
- 具有大孔的微网膜对于许多应用至关重要,需要了解它们的声学特性.
- 经典的同质化和同等的流体模型在低孔密度的微晶格泡中失败.
- 准确的声学预测对于优化这些材料的性能至关重要.
研究的目的:
- 提出并验证基于微观结构的直接流体模型 (DFM) 来预测声学性能.
- 为了评估DFM对低孔密度周期性开放细胞泡具有球形孔的准确性.
- 将DFM预测与实验数据和传统方法进行比较.
主要方法:
- 开发了一种直接流体模型 (DFM),采用微尺度的几何特征.
- 模拟了三维 (3D) 体中心立方体 (BCC) 孔隙泡 (1-12 PPI) 的 DFM.
- 通过使用同等流体模型和500-4100 Hz的实验数据进行了比较研究.
主要成果:
- 同质化方法显示,对于PPI<5.5的实验,与实验有显著的偏差.
- DFM预测与一系列PPI的3D打印样本的实验结果密切匹配.
- 随着PPI的下降,观察到从散射到反应声学模式的过渡.
结论:
- 直接流体模型 (DFM) 是一种有效且准确的方法,用于预测低 PPI 微电网的声学.
- 与这些材料的传统同质化方法相比,DFM提供了更高的精度.
- 该研究强调了DFM在捕获多孔结构中的声学过渡的能力.
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