基于Helmholtz共振腔阵列的声学超材料研究

• 作者: 刘怡然 张宪旭 李丽君
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: Helmholtz共振腔 声学超材料 噪声控制 声场测试
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 创新设计
• 页码范围: 441-447
• 页数: 7页
• 分类号: TB535
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.054

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COMSOL Multiphysics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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李丽君		49	214	8.0	12.0
2	刘怡然		5	2	1.0	1.0
3	张宪旭		2	0	0.0	0.0