摘要：针对低频噪声防治问题,本文设计了一种薄膜型声学超材料,通过引入质量块自身结构的不对称性,使其在低频范围内形成新的振动模态,实现低频范围内有效控制噪声。所设计单胞结构在200~1000 Hz的范围内存在4个完美吸声峰,吸声系数0.56以上的频带宽度达到350 Hz,平均吸声系数达到0.53。我们通过进一步优化了薄膜超材料的几何参数,并构建了超胞结构,实现声虹吸效应。通过增加不同共振频率的结构单元,使得结构与空气阻抗相匹配,在研究的低频宽带范围内,吸声峰达到10个,最大吸声系数为0.983,平均吸收系数达到0.781,有效拓宽薄膜超材料结构的吸声范围。该研究提升了声学超材料低频吸声效果,为声学超材料结构设计与优化方面提供了解决思路。

摘要：针对低频噪声防治问题,本文设计了一种薄膜型声学超材料,质量块选用圆形质量块,分析几何参数对其吸声性能的影响,同时利用阻抗匹配原理解释了产生吸声峰的原因。研究结果表明:吸收峰主要来源于薄膜弹性振动;改变薄膜及附加质量的几何参数均会显著改变吸收峰的幅频特征,因此,可针对目标频谱特性,通过优化薄膜和附加质量的几何参数,有效改善薄膜声学超材料的吸声性能。引入声虹吸效应能提升了声学超材料低频吸声效果,为声学超材料结构设计与优化方面提供了解决思路。