内嵌不同形状散射子的局域共振型黏弹性覆盖层低频吸声性能研究

• 作者: 吕林梅 孟浩 温激鸿 温熙森 赵宏刚
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: 水下声吸收 有限元方法 圆柱形散射子
• 年，卷（期）: 2012,（21）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 291-298
• 分类号: TN204
• 语种: 中文

摘要

最近研究表明, 将声子晶体中的局域共振现象引入到水下吸声材料的设计中, 可以观察到由局域共振引起的低频声吸收现象. 为了进一步揭示局域共振低频吸声机理并获得更优的水下低频声吸收性能, 研究了内嵌不同形状散射子的黏弹性声学覆盖层. 利用晶格和散射子在空间排布的对称性, 传统有限元方法得到简化, 从而节约了计算时间和存储空间, 并通过将简化有限元法计算得到的结果与传统有限元法计算的结果进行对比, 验证了简化有限元方法的正确性. 结合位移云纹图, 考察了特定频率点上振动模态与相应的局域共振吸声峰之间的关系, 揭示了内嵌圆柱形散射子的黏弹性覆盖层的吸声机理. 进一步讨论了相同体积下不同形状的圆柱形散射子对黏弹性覆盖层吸声性能的影响, 给出了提升覆盖层低频吸声性能的优化思路. 通过讨论不同芯体材质对内嵌圆柱形散射子的黏弹性覆盖层吸声性能的影响, 找到了改变第一共振峰位置的方法, 从而可以通过调整第一共振峰来实现特定频率范围内的宽带吸声.