研究背景：

在隔聲領域，高頻噪聲屬于易于隔離的頻段噪聲，使用隔音板或隔音墻便可達到良好的隔聲效果。而低頻噪聲由于具有波長大、穿透性強、傳播距離遠等特點，根據質量作用定律，傳統的隔聲材料需要通過不斷增加材料的重量、體積來提升低頻隔聲效果，一方面顯著增加了隔聲成本，另一方面也占用了大量有效空間，因此，如何在不顯著增加材料重量和體積的前提下提升低頻隔聲效果(即打破質量作用定律的限制)是隔聲領域中研究難點

研究內容：

結合薄膜型聲學超材料與聲學超表面在低頻降噪領域的優越性，設計一種薄膜型聲學超表面，研究超寬帶低頻隔聲的可能性。致力于實現低頻寬帶隔聲降噪并實現隔聲帶的可調節性。

圖1. 薄膜型聲學超表面的結構示意圖

技術路線：

在COMSOL軟件中對薄膜型聲學超表面的隔聲特性進行仿真分析。首先建立有限元仿真幾何模型，然后設置變量和定義材料屬性，建立圓柱形空氣域，對入射口出射口積分，計算入射、出射聲功率。設置薄膜的預應力，模型框架設置邊界固定條件，并劃分自由四面體網格。在采用壓力聲學頻域和固體力學兩個物理場接口。

建立薄膜聲學超表面的幾何模型并完成網格的劃分：

圖2.幾何模型的構建

圖3.網格的劃分

圖4.薄膜聲學超表面的預應力對隔聲損失的影響

圖5.論文中的預應力對隔聲損失的影響

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表面的結構化參數的影響。

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