学术前沿 | 一种基于阻抗匹配嵌套通道的宽带多共振吸声超结构

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-06-20 21:41

正文

请到「今天看啥」查看全文

本文提出了一种由微穿孔板和多孔材料(IMDCC)组成的阻抗匹配双嵌套通道复合元结构。结合多孔材料和嵌套通道的声学特性，采用平面波展开法建立了研究IMDCC吸声特性的理论模型。通过有限元仿真验证了理论模型的有效性。基于嵌套通道的IMDCC吸收体具有优异的亚波长低频超宽带吸声能力，在不考虑多单元耦合的情况下，在625 Hz处达到完美吸收，绝对带宽为1090 Hz，厚度仅为对应波长的1/12.19。能量传输和耗散揭示了频率相关的声传输路径特性。此外，不同的结构和传输参数揭示了超宽带声吸收特性。实验验证了IMDCC吸声器具有多共振吸声和超宽带吸声功能，绝对带宽为1330 Hz。本研究对新型亚波长低频吸声元结构的设计具有一定的指导意义。

本文提出了一种由微孔板和多孔材料组成的阻抗匹配双嵌套通道复合元结构。首先，在深亚波长厚度(工作波长为厚度的12.19倍)下，在625 Hz的谐振频率和1090 Hz的绝对带宽下实现了准完美吸声。理论、数值和实验结果吻合较好。在物理上，嵌套设计创建了多个共振，增强了操作带宽。更重要的是，通道的嵌套设计使结构在x-y方向上具有各向异性，增加了设计自由度，最大限度地压缩了结构，提高了空间利用率。此外，变截面迷宫结构1改善了阻抗匹配，多孔材料的加入增强了固有耗散。基于吸声性能，系统分析了迷宫式结构的几何参数和多孔材料的输运参数。通过复变分析，分析了系统固有损耗与最优损耗之间的关系。在深亚波长尺度上观察到更普遍的带宽展宽现象。最终，在不考虑耦合的情况下，实验获得了623hz到1953 Hz的超宽带吸收。结构厚度仅为最小共振频率波长的1/11.32，验证了吸收体的低频宽带多共振吸收性能。建议的低频吸声器在噪音控制和建筑声学应用方面具有重要的潜力。

有关论文的更多信息请点击左下角阅读原文

免责声明：本文中的部分资料来源于该期刊文章，转载目的在于传递信息及分享，并不意味赞同其观点或真实性，也不构成其他建议。本公众号仅提供交流平台，供广大读者学习，不为其版权负责。如涉及侵权、隐私等问题，请联系我们及时删除，同时也欢迎广大读者进行投稿交流。

投稿邮箱： [email protected]