基于部分卷曲空间腔体的宽频吸声超材料  

Broadband sound-absorbing metamaterial based on partially coiled-up cavity

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作  者:林媛燕 杨玉真 赵晗 梅中建 周萍 贾晗[1,2] 杨军 LIN Yuanyan;YANG Yuzhen;ZHAO Han;MEI Zhongjian;ZHOU Ping;JIA Han;YANG Jun(Key Laboratory of Noise and Vibration Research,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190;University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049)

机构地区:[1]中国科学院噪声与振动重点实验室(声学研究所),北京100190 [2]中国科学院大学,北京100049

出  处:《声学学报》2025年第2期268-275,共8页Acta Acustica

基  金:广东省重点领域研发计划项目(2020B010190002);国家自然科学基金项目(12104480);中国科学院声学研究所前沿探索项目(QYTS202110)资助。

摘  要:在宽频吸声超材料设计中,为了减少结构单元的数量,提出了一种结合多孔材料、空腔和卷曲空间结构的部分卷曲空间腔体单元。该单元具有更宽的绝对带宽和相对带宽,从而使用更少的单元即可实现低频宽带的良好吸声性能。通过对吸声单元的理论分析和仿真分析,再结合遗传算法优化设计,利用4个单元设计了一种基于部分卷曲空间腔体单元的宽频吸声超材料,其厚度仅为1/8共振波长,并在350~1600 Hz范围内平均吸声系数高于0.95。宽频吸声超材料的实验结果和仿真计算结果吻合良好。In the design process of wideband sound-absorbing metamaterials,this study introduces a partially coiled-up cavity unit that combines porous materials,cavities,and curled space structures to reduce the number of structural units.This unit exhibits wider absolute and relative bandwidths,enabling excellent low-frequency broadband sound absorption performance with fewer units.Through theoretical and simulation analyses of the sound-absorbing unit,combined with optimization via a genetic algorithm,wideband sound-absorbing metamaterials composed of four partially coiled-up cavity units was designed.The thickness of this material is only 1/8 of the resonance wavelength,and its average sound absorption coefficient is higher than 0.95 within the range of 350−1600 Hz.The experimental results of the broadband sound-absorbing metamaterial align closely with the simulation results.

关 键 词:卷曲空间腔体 吸声超材料 宽带吸声 遗传算法 

分 类 号:TB34[一般工业技术—材料科学与工程] TP18[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]

 

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