学术前沿 | 基于分形理论的迷宫声超材料设计与吸声分析

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-11-22 21:00

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声学超材料具有特殊的吸声能力。本研究介绍了一种分形迷宫式声学超材料（FLAM），设计用于在1-2000Hz的低频范围内的吸声分析。分形曲线是通过在等腰直角三角形上的边替换来构造的，由于其自相似性，选择其作为空间递归子结构。然后开发了FLAM模型。摘要考虑了窄通道中的热粘性损失，从理论上分析了由于结构参数对吸声有显著影响的该模型的吸声系数。对前三阶的低频吸声性能进行了综合分析，并对不同分形阶组合的结构进行了重构，从而优化了FLAM。结果表明，所提出的FLAM在50-400Hz范围内实现了近乎完美的吸收，前三个阶的峰值吸收系数分别为0.99、0.95和0.95. 所提出的FLAMs在前三阶的总厚度分别为0.032λ、0.021λ和0.019λ，展示了在深亚波长尺度下优异的低频声波吸收性能。