具有任意横截面微穿孔的迷宫超材料的声音吸收性能

文摘   2025-01-01 12:02   江苏  

定期提出了以线圈空间为低中频声音吸收解决方案的声学超材料 (AMM) 研究。然而,在目前的文献中没有详细讨论面板微穿孔形状对这些吸收器行为的影响。在这项工作中,从理论上、数值和实验上讨论了具有狭缝、方形和圆形微穿孔的迷宫 AMM 的声学性能,其横截面面积穿孔相似。频率调谐的最大吸声带宽。与圆形穿孔相比,具有狭缝和方形微穿孔的 AMM 的阻抗管结果表明,与圆形穿孔相比,吸收带宽增加了 33.9% 和 14.3%。这些微穿孔吸收带宽的增加是由于有限元计算模拟所证明的粘性边界层的能量耗散更大。此外,狭缝和方形微穿孔更容易受到穿孔横截面变化的影响,确保了其在整个变化过程中更大的吸收带宽。最后,这项工作有助于理解微穿孔形状在具有线圈间隙的 AMM 中吸声带宽下的干扰。


给出了三种微穿孔(狭缝、正方形和圆形)的迷宫AMM的吸声性能。选择相似的截面积穿孔在不改变声吸收器整体厚度的情况下,在吸声带宽方面提供了灵活性。在这项工作中,从理论上、数值和实验上对声音吸收带宽进行了评估,其中吸收器中的能量耗散机制表明,声能的粘性耗散主要发生在微穿孔的狭窄区域,而散热可以忽略不计。还研究了主要在每种类型的微穿孔中的能量耗散和速度场,并揭示了吸收带宽微穿孔类型背后的物理机制。研究了改变微穿孔横截面面积的影响,发现吸收带宽更容易受到与圆形微穿孔相关的正方形和狭缝微穿孔面积的变化的影响。狭缝微穿孔吸收器的吸收带宽在频率范围的所有情况下都是最大的,其次是正方形和圆形微穿孔。吸收器的总厚度约为 ∕46 到 ∕23.5,这表明结构显示出亚波长。实验和理论结果之间的一些差异归因于制造过程中测试样本的缺陷。因此,定义声学超材料吸声性能的微穿孔类型为设计亚波长吸收器开辟了新的策略和可能性,并允许应用控制声音吸收带宽。





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