学术前沿 | 基于分层螺旋通道结构的超薄低频宽带吸声器

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-11-27 09:31

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为了提高和扩展超材料在低频和中频范围内的声波吸收性能，本文提出了一种具有深亚波长特性的分层螺旋通道复合结构（LCCS）。该结构通过连接每一层中的赫尔姆霍兹共振器通道，纵向延长声波传播路径，实现了耦合腔体的多级共振，从而导致声能的相消，减少了声波反射和散射，并增强了吸声性能。通过建立理论声吸收模型和超材料的有限元仿真，揭示了其吸声机制。采用单变量法研究了改变结构参数对声吸收效果的影响，结果显示该结构在目标频率范围内具有良好的可调性，并获得了四种具有不同吸声频率峰值的基本单元LCCS。此外，通过将这些单元并联连接，设计了一种具有低频宽带声吸收性能的多单元耦合结构，实现了在370–1400 Hz范围内的大带宽连续高效吸声，且平均峰值声吸收率超过0.7。该结构通过3D打印组装，并通过阻抗管法测试验证了仿真结果的准确性。本研究为制造轻质、低频宽带声学吸声超材料提供了一种实用的方法。

学术前沿 | 基于分层螺旋通道结构的超薄低频宽带吸声器

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