基于Helmholtz共振腔阵列的声学超材料研究

作     者：张宪旭 刘怡然 李丽君 ZHANG Xian-xu;LIU YI-ran;LI Li-jun

作者机构：山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049 

基　　金：山东省重点研发计划资助项目(2017GGX50108) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2020年第27卷第4期

页      码：441-447页

摘      要：为有效控制特定频段的噪声,基于Helmholtz共振腔阵列,通过Helmholtz共振腔短管位置的控制,设计了一种新型的局域共振型声学超材料。利用COMSOLMultiphysics软件求得新型声学超材料的能带图和传递损失曲线,并与具有单一方向开口的Helmholtz共振腔阵列的传递损失曲线进行对比;同时,为分析新型声学超材料的带隙形成机理,求得了其在带隙频率范围内的声压分布云图。通过试验测试了新型声学超材料的吸声性能。结果表明:新型声学超材料的能带图中产生了2段较窄带隙和1段较宽带隙,在带隙频率范围内,声学超材料传递损失出现峰值;第1带隙和第2带隙较窄,原因是单个Helmholtz共振腔局域共振,声波能量消耗少;第3带隙较宽,原因是Helmholtz共振腔与其周期排列形成的外部波导联合共振吸声,消耗大量声波能量。试验测试结果与仿真计算结果较为吻合,新型声学超材料可有效控制1300~1500 Hz和1500~2000 Hz频率范围内的噪声。研究结果表明,所设计的新型局域共振型声学超材料可有效实现中低频减振降噪,为声学超材料在中低频的降噪控制研究提供了新的思路。

主 题 词：Helmholtz共振腔 声学超材料 噪声控制 声场测试 

学科分类：12[管理学] 08[工学] 083002[083002] 1204[管理学-公共管理类] 0830[工学-生物工程类] 120402[120402] 0837[0837] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0701[理学-数学类] 0702[理学-物理学类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.054

馆 藏 号：203978225...