Applied Acoustics 利用复频平面改进高声级吸收的超材料的实验分析

文摘   2025-01-20 15:05   江苏  

本研究建议使用复杂频率平面表示作为一种工具来量化超材料在低声级下的损耗水平,从而能够预测高声级下吸收系数的变化趋势。考虑了由一系列由中心穿孔连接的薄环形腔组成的多共振超材料,并在线性体系中进行了研究。通过为线性状态建立的解析模型,复频率平面的表示可以理解吸收峰的低值是由于过度的损失,还是由于材料中缺乏损失。随着声级的增加,材料损耗增加,导致损耗过大的结构的吸收峰减少,而损耗不足的结构的峰值吸收系数值增加。选择具有恒定主孔隙轮廓的多共振超材料来表现出不同损耗水平的共振,并在高声级阻抗管中进行测量,以验证吸收系数的预期变化。然后考虑了一个声黑洞,其两个低频吸收峰随着声级的增加而增加,并呈现出一个对高声级的灵敏度低的宽吸收带。实验验证了这些预测的有效性


本研究旨在利用复频率平面分析作为工具来分析结构声学材料在高声级下的吸收性能。这种技术允许量化线性状态中共振的损失水平。基于流动电阻率是最受非线性效应影响的参数,复频平面分析可以快速预测随着声级增加的吸收峰演化。这种方法对于设计在高声级下具有增强吸收能力的超材料是有用的。在本研究中,它被应用于一种薄的多共振超材料。通过复平面分析确定了ABH轮廓,表明在高激发水平下增强了宽带吸收。这种效应在实验中被观察到,并展示了该材料在极端环境中的吸收潜力。然而,在没有一个真正的非线性模型的情况下,精确地利用该方法预测零在复频率平面上的高水平下的位移幅度及其在线性状态下的最优位置是具有挑战性的。然而,该工具可以补充在高声级下的分析和数值模型,帮助快速识别有前途的几何图形。





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