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亚波长低频吸声的声学迷宫多孔超材料( Acoustic labyrinthine porous metamaterials for subwavelength low-frequency sound absorption )
X Liu M Duan M Liu F Xin C Zhang
通过在多孔材料基体中穿孔折叠缝,设计了一种用于亚波长吸声的声迷宫多孔超材料(ALPM)或所谓的声迷宫超材料表面。结合多孔材料基体和折叠狭缝结构的声学特性,建立了一个理论模型来研究ALPM的吸声性能。理论模型得到了有限元模拟和实验测试的良好验证。所提出的ALPM具有优良的亚波长低频吸声性能:在吸声峰值频率下,材料厚度仅为空气中声波波长的1/22。电-声类比方法证明这种超材料在低频下能与空气达到完美的阻抗匹配。通过对能量传递和耗散的有限元模拟,揭示了其吸声机理,表现出与频率有关的声传播路径特性。此外,还分析了狭缝折叠数对吸声性能的影响,发现较长的狭缝对应于较低的频率峰值。本文的工作对亚波长低频吸声超材料的设计具有重要的指导意义。
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