新型Helmholtz型声子晶体的低频带隙及隔声特性

作     者：韩东海 张广军 赵静波 姚宏 Han Dong-Hai;Zhang Guang-Jun;Zhao Jing-Bo;Yao Hong

作者机构：空军工程大学基础部西安710051 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11504429)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第11期

页      码：203-211页

摘      要：为了解决军用飞机舱室内产生的低频噪声问题,构建了一种新型的Helmholtz型二维声子晶体,该结构采用迷宫型开口通道,并在结构加入了刚性振子.研究发现,该结构在晶格常数为62 mm条件下,将第一低频带隙的下限降至15 Hz左右,且在100 Hz频率左右形成一条宽度为93 Hz的带隙宽带,表现出较好的低频隔声特性.首先,通过振型及声压场分析了其带隙成因,采用“力-声类比”的方法建立了该结构的等效模型,最后利用有限元法和传递矩阵法对第一低频的带隙范围进行了计算,两种方法所得结果基本相符;其次,通过有限元法探究了晶格常数、空气通道长度及振子材料等结构参数对低频带隙的影响.研究表明,增加开口通道长度和晶格常数都会降低第一带隙下限,增加振子材料密度能够有效降低第二带隙的上下限,进一步揭示了该结构带隙形成的实质,验证了等效模型的准确性.该研究为低频噪声控制方面提供了一定的理论支持,为低频声子晶体的设计提供了新的思路.

主 题 词：Helmholtz共振腔 声子晶体 低频带隙 隔声降噪 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.71.20211932

馆 藏 号：203112264...