研究背景：

隨著社會的進步和制造業不斷發展，各種類型的噪聲對周邊的人類生活帶來不可逆轉的破壞。尤其是低頻噪聲（聲波頻率低于 1000Hz），據有關低頻噪聲煩惱度研究表明，人類長期生活在低頻聲波環境周圍受噪聲干擾，會造成惡心、耳鳴、視覺模糊等諸多身體不良反應。但是目前對低頻噪聲尚不能有效控制。

研究內容：

基于目前學者所設計的超材料結構設計了一種薄膜型聲學超材料的單元模型，支撐框架、彈性薄膜和空心質量塊。支撐框架是固定并張緊薄膜類似彈簧的作用。

圖1.薄膜型聲學超材料的結構示意圖

技術路線：

在comsol中對薄膜聲學超材料低頻降噪進行仿真分析。

1.添加固體力學和壓力聲學多物理場耦合：

圖2.物理場的選擇

2.建立薄膜聲學超材料的幾何模型并完成網格的劃分：

圖3.幾何模型的構建

圖4.網格的劃分

3.變量定義以及材料屬性的添加：

定義吸聲系數的變量，添加薄膜和質量塊的材料屬性如下圖5.6。

圖5.變量定義

圖6.質量塊和薄膜材料屬性的定義

4.邊界條件的添加：

在入射聲場和透射聲場的端面添加平面波輻射邊界條件，以防止聲波的反射。同時在薄膜的四周添加固定約束邊界條件，用于模擬薄膜被支撐框架固定的邊界條件。

5.添加研究，對吸聲系數的頻率分析：

圖7.薄膜聲學超材料的吸聲系數

圖8.論文中的吸聲曲線

基于以上分析，可改變參數對其參數化掃描，即可得到薄膜型聲學超材料的結構化參數的影響。

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