自然科学研究

柔性压电型声学超材料研究

李铁莲 (山西工程职业学院)

摘要


声学超材料因其在我国降噪技术领域具有显著的研究意义和应用价值，已引起广泛关注。本研究运用柔性材料技术，设计并实现了一种带有弹性薄膜顶部的柔性亥姆霍兹共振腔，进一步将其与压电材料结合，构建了一种具有双局域共振效应的柔性压电型声学超材料。通过COMSOL Multiphysics仿真软件建立声学模型，并在不同驱动电压条件下开展有限元分析。仿真结果表明，在平面波照射下，该声学超材料表现出明显的双局域共振特性，其传递函数曲线呈现为两个显著的共振峰。在电压由0V变化至200V的过程中，共振峰的频率由734Hz跃迁至838Hz，频率偏移量达到104Hz，实现了对中低频噪声的有效控制。此外，搭建了压电型声学超材料的声学性能实验平台，以验证仿真结果的准确性和可靠性。实验结果验证了所设计的压电型声学超材料确实具有双局域共振效应，其传递函数曲线与仿真预测高度一致。

关键词


柔性声学超材料；双局域共振；低频噪声；消声性能

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参考


Qiangbing L ,Xin L ,Xiujuan Z, et al.Perspective: Acoustic Metamaterials in Future Engineering[J].Engineering,2022(17):22-30.

马智宇.柔性声学超材料低频消声技术研究[D].太原:中北大学,2023.

唐瀚川.柔性声学超构材料的功能基元与序构设计研究[D].武汉:华中科技大学,2021.

Ding,C.-L., Zhao ,X.-P.. Multi-band and broadband acoustic metamaterial with resonant structures[J]. Journal of Physics, D. Applied Physics: A Europhysics Journal,2011,44(21):1-8.

Tang Yufan ,Ren Shuwei ,Meng Han ,et al. Hybrid acoustic metamaterial as super absorber for broadbandlow-frequency sound[J]. Scientific reports,2017(7):1-4.

Li, Yong ,Assouar ,Badreddine M. Acoustic metasurface-based perfect absorber with deep subwavelength thickness[J]. Applied physics letters,2016,108(6):1-4.

洪志恒.螺旋型亥姆霍兹共振消声器及吸收体设计与声学特性研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2022.

陈文渊.基于声学超材料的低频吸声结构与自适应吸声系统设计研究[D].重庆:西南大学,2021.

林远鹏.基于声学超材料的声吸收和声隔离的研究[D].南京:南京大学,2019.

陈琳.基于局域共振原理的瓣型宽带隙声学超材料研究[D].镇江:江苏大学,2016.




DOI: https://doi.org/10.33142/nsr.v2i3.17720

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