学术前沿：基于亥姆霍兹谐振器的声学超材料，使宽带不对称吸声和通风

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2023-05-06 22:33

正文

Helmholtz resonator-based acousticmetamaterials enabling broadband asymmetric sound absorption and ventilation

原文摘要：

具有通风和宽带不对称吸收的声学超材料具有重要的科学意义和应用前景。在这项工作中，我们设计了一个不对称吸收单元（AAC）由一对失谐亥姆霍兹谐振器（HRs）连接的声音通道，允许气流通风比（通风面积除以声音发病率区域）的40%，可以实现接近完美的吸声操作频率范围当声波事件从左端口。但当入射到右端口时，声吸收系数最多不超过40%，因此实现了不对称吸收。此外，我们通过平行三个AAC形成了平行的三单元不对称吸收体（PTAA），与AAC相比具有宽带不对称吸收。此外，我们设计了多非对称吸收器（MAA），它可以实现从1000 Hz到1750 Hz的宽带非对称吸收范围，并允许空气循环。此外，实验验证了3D打印技术制备MAA的有效性。我们的设计打开了潜在的位置。

本文设计了一种通风的双端口不对称吸收单元（AAC），以实现声波从左端口入射时近乎完美的吸声，当声波从右端口入射时主要反射。随后，通过平行的三个不对称吸收单元实现了更宽波段的吸声。基于这一思想，设计了MAA来实现超宽带非对称吸声。实验结果表明，MAA具有良好的不对称吸收性能。此外，如果将非对称吸收结构应用于汽车排气系统，则应考虑偏置流和放牧流的影响，如参考文献所示。[22, 23].本文设计的结构在振动和噪声控制领域具有良好的应用潜力。

doi:10.1177/14613484231151273