学术前沿 | 采用多孔材料和并联谐振器的复合结构，可实现中低频宽带吸声

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-11-08 22:03

正文

在此，一种宽带声学超材料由具有嵌入式通道的平行亥姆霍兹谐振器（PHR）和多孔材料（PM）组成，设计用于吸收中低频率噪声。开发了声阻抗理论模型来说明 PHR-PM 的吸收特性。通过比较实验结果和数值模拟，证实了该模型的有效性。PM可以通过满足阻抗匹配条件来增强PHR-PM的吸声性能，这为设计具有可调吸声特性的谐振系统提供了新的策略。PM 和 PHR 都有助于吸声，尽管它们的吸声能力取决于频率范围。还分析探讨了结构和材料参数对吸声能力的影响。结果表明，协同作用和 PM 主导区域的吸声主要受材料参数的影响，而整个频率范围内的吸声则很大程度上受结构参数的影响。此外，13HRs-PM的平均吸声系数在100-1600 Hz的频率范围内可达0.6，显示出其实现良好的宽带吸声性能和优异的吸声持久性的潜力。所提出的新型复合结构为实现中低频率的高吸声提供了新的策略。

本文提出了一种多孔材料平行亥姆霍兹谐振器的复合结构，即PHR-PM，用于亚波长尺寸下的低中频和宽带吸声。通过理论、数值和实验方法研究了phr-pm的吸声性能。PHR-pm结合了嵌入式通道设计和多孔材料的优点，比标准PHR具有更好的吸收系数和更宽的带宽。PM和PHR参与了吸声过程，但它们的主要作用在不同的频率范围内有所不同。系统的临界吸收频率和峰值吸收频率可以通过改变结构或材料参数来调整。10HRs-PM在频率范围内100~1600Hz时的平均吸收系数为0.6，增加了谐振器数量和优化参数。对特定频带噪声吸收的结构优化表明，该复合结构具有良好的可调吸收性能。所提出的结构形式在低到中频率下表现出显著的有效吸声潜力