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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

吕林梅 温激鸿 赵宏刚 孟浩 温熙森

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

吕林梅, 温激鸿, 赵宏刚, 孟浩, 温熙森
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  • 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.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11004249)资助的课题.
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    Gaunaurd G C, Uberall H 1982 J. Acoust. Soc. Am. 71 282

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    Zhao H G, Liu Y Z, Wen J H, Yu D L, Wen X S 2007 Phys. Lett. A 367 224

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    Easwaran V, Munjal M L 1993 J. Acoust. Soc. Am. 93 1308

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  • [1] 金国梁, 尹剑飞, 温激鸿, 温熙森. 基于等效参数反演的敷设声学覆盖层的水下圆柱壳体声散射研究. 物理学报, 2016, 65(1): 014305. doi: 10.7498/aps.65.014305
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-13
  • 修回日期:  2012-05-25
  • 刊出日期:  2012-11-05

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

  • 1. 国防科学技术大学光子/声子晶体教育部重点实验室, 长沙 410073
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11004249)资助的课题.

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.

English Abstract

参考文献 (16)

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