每日新文 | 具有声学软边界条件的混合膜谐振器的超低频吸收机制

VAOne声学仿真小本领 · 公众号 · · 2024-12-23 10:00

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文章简介

这篇论文讨论了具有声学软边界条件（Acoustic Soft Boundary Condition, ASBC）的HMR在超低频噪声吸收方面的机制和性能。

研究背景 ：HMR是一种基于超材料的吸收器，具有声学硬边界条件（AHBC），已显示出优异的噪声吸收能力。挑战在于实现数十Hz至150Hz范围内的超低频噪声的宽带吸收。
研究内容 ：研究者系统地研究了具有三个开口的HMR，这些开口在腔体下表面，作为声学软边界条件（ASBC）。与AHBC的HMR相比，研究发现了一种新的吸收机制，即大多数能量耗散发生在开口区域而不是膜中。
研究成果 ：采用ASBC的HMR可以在非常小的厚度下表现出出色的超低频吸声性能。HMR的半峰全宽可以放大7倍以上。基于柯西积分和因果性原理，推导出了具有理想AHBC和ASBC的吸收体的因果不等式。实现了所建议的吸收器的因果最优性。
研究意义 ：该研究为设计优秀的超低频吸声器提供了有价值的指导，有助于解决降噪这一主要问题。

摘个要先：

混合膜谐振器（HMR）作为具有声学硬边界条件（AHBC）的典型基于超材料的吸收器，已表现出优异的噪声吸收能力，但挑战在于实现数十 Hz 至 150 Hz 范围内的超低频噪声的宽带吸收。在这项研究中，作者系统地研究了在腔体下表面具有三个开口的 HMR 的吸收特性、吸收机制和偶然最优性，其作用是声学软边界条件（ASBC）。与经过充分研究的 AHBC HMR 相比，首先发现了一种新的吸收机制，该机制指出大多数能量耗散发生在开放区域而不是膜中。因此，采用 ASBC 的 HMR 可以在非常小的厚度下表现出出色的超低频吸声性能，并且 HMR 的半峰全宽可以放大 7 倍以上。此外，具有理想 AHBC 和 ASBC 的吸收体的因果不等式是基于柯西积分和因果性原理推导出的。还实现了所建议的吸收器的因果最优性。该研究为设计优秀的超低频吸声器提供了有价值的指导，有助于解决降噪这一主要问题。