学术前沿 | 粘弹性材料中单极与偶极振子覆盖层的非对称声散射

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-10-31 21:16

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提出了一种具有强非对称波散射的局部共振涂层的自洽解析模型。将由空腔和硬核组成的共振体的格栅转换为一维波导中单极和双极类型共振器的声散射问题。开发了包含附加质量、阻尼和恢复力的空腔和硬核格栅的运动方程，以考虑多重散射效应。从中可以获得共振器的阻抗表达式，进而获得粒子速度场。还以极化张量分量的形式计算了单极和双极强度，并通过反演方法获得。研究了波导中不同大小和分布的单极和双极共振器的声散射。通过详细了解共振体之间的相互作用，可以设计出一类新型声学材料的优化解决方案，通过选择共振体层来产生所需的响应。

我们考虑了粘弹性材料中空洞和硬核格栅的声学性能。我们将每一层的空洞或硬核建模为位于单模波导中的单极或偶极谐振器。我们研究了由单极子和偶极子谐振器的大小和分布的变化引起的不对称散射的耦合机制。我们发现，在声传播方向上不断增大的两层空洞产生了高宽带吸声，这是由于两个空腔散射体之间的偶极耦合增强和偶极强度增加所致。我们还表明，通过考虑不同尺寸和材料的夹杂物之间的耦合机制，可以设计出由不同的空洞和硬核组合组成的涂层，以产生相似的声学性能。在我们未来的工作中，我们将把我们的模型与一种有效的介质近似方法结合起来，来计算不同尺寸和材料的谐振器组的有效性质。

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