学术前沿 | 一种具有优异隔音和减振性能的透明多功能集成超材料窗

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-11-25 21:07

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随着高铁等交通工具速度的不断提升，噪声和振动水平显著上升，极大地影响了乘客的舒适度和整体出行体验。在交通工具中，窗户的透明性要求使得难以融入高隔音或减振材料，从而导致窗户在隔音和减振方面的性能较弱。本研究采用了一种集成的材料-结构设计理念，开发了一种多功能超窗，既能确保最佳的光照透过性，又具备出色的隔音和减振性能。该窗户采用了两种不同的结构，分别为超轻薄型板状超材料和高稳定性厚板型超材料，精确设计以适应不同应用场景。通过利用梯度参数多单元并联协同耦合设计方法，拓宽了隔音的工作带宽。该超窗包含了局部共振单元，能够通过低频共振实现声学和振动能量的消散，显著提高窗户的隔音和减振能力。该设计由多种透明材料复合而成，融合了隔音、减振和光透过性，无需使用不透明的隔音或减振材料。因此，该超窗在高铁、飞机以及建筑等多个领域具有巨大的应用潜力。