专栏名称: COMSOL 多物理场仿真技术

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学术前沿 | 由硬质圆柱棒制成的板和簇在低频下的宽带吸声

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-08-14 21:17

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在低频限制内，这项工作分析了由嵌入空气或水等流体中的刚性散射体制成的圆形团簇和半无限板的粘性吸收特性。这些结构由分布在六角形晶格中的刚性散射体组成，它们被提议作为声学黑洞或声学超表面核心的有用吸收装置。事实证明，在两种类型的结构中，填充分数的最佳值在给定频带内产生最大吸收。为了避免繁重的数值模拟，使用均质化理论获得了宽带吸收功率，该理论不仅提供了有效声学参数（有效质量和有效声速），还提供了由于粘度引起的衰减系数。通过使用折射率梯度可以增强宽带吸声，从而增加进入半无限板的声能。对于半无限板和团簇，分别基于有限元和边界元方法的数值模拟很好地支持了理论预测。这些预测在低频吸收能力增强的结构和超表面的设计中具有潜在的应用。3D 打印样品的实验进一步支持了分析模型。

综上所述，本文所报道的测量功率谱与预测的二维分析功率谱基本一致。这种差异归因于打印样品的实际三维圆柱形几何形状，可以通过使用一个包含一个大内径或矩形截面的阻抗管的实验设置来克服。

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