学术前沿 | 基于阿基米德螺旋形的通风超表面宽带低透射研究

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-11-29 21:27

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声学材料设计的主要目标包括确保室内通风和隔离外部噪声。本研究介绍了一种基于阿基米德螺旋形的通风超材料表面（ASVM），并通过仿真和传输矩阵法（TMM）计算其能量传输系数。实验验证确认了所提出模型的准确性，突出了ASVM作为有效通风超材料表面的潜力。随后，ASVM与赫尔姆霍兹共振腔（HR）结合，创建了两种新的超表面：无颈部的HR-ASVM和带颈部的N-HR-ASVM。前者在1300 Hz到2500 Hz的宽频范围内，功率传输系数低于0.2，而后者在639 Hz到2500 Hz范围内展示了更优的隔音性能（功率传输系数低于0.1），并在710 Hz处完全抑制了传输。值得注意的是，N-HR-ASVM在此频率下的厚度仅为波长的1/13。声学压力场和能量流的仿真分析了低传输的机制。最后，对N-HR-ASVM的能量传输系数进行了实验测量，结果与仿真结果高度一致。本研究为螺旋通风超材料表面的研究提供了宝贵的见解。