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而低頻噪聲由于具有波長大、穿透性強、傳播距離遠(yuǎn)等特點，根據(jù)質(zhì)量作用定律，傳統(tǒng)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(zhì)量作用定律的限制)是隔聲領(lǐng)域中研究難點 研究內(nèi)容： 結(jié)合薄膜型聲學(xué)超材料與聲學(xué)超表面在低頻降噪領(lǐng)域的優(yōu)越性，設(shè)計一種薄膜型聲學(xué)超表面

摘要： 我們提出了一種由Mie諧振器和亥姆霍茲諧振器陣列組成的復(fù)合聲學(xué)超材料。這樣的設(shè)計實現(xiàn)了低頻區(qū)域的寬帶聲衰減。這種寬帶隔音效果可以用傳遞矩陣法和集總元模型來解釋。傳輸損耗和透射率具有較強的魯棒性，并進行了數(shù)值和實驗測試。通過復(fù)合設(shè)計，利用深亞波長結(jié)構(gòu)，我們成功地實現(xiàn)了寬帶低頻聲衰減，在1250hz頻率范圍內(nèi)阻擋了90%以上的入射聲能。

薄膜型聲學(xué)超材料的隔聲原理主要涉及到聲波在材料中的傳播和反射。 當(dāng)聲波進入薄膜型聲學(xué)超材料時，它們會遇到由多層薄膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元。由于這些單元的尺寸接近于聲波波長，聲波會產(chǎn)生與材料中的結(jié)構(gòu)單元相互作用的效應(yīng)，這種效應(yīng)會產(chǎn)生反射、衍射和干涉等現(xiàn)象。 通過合理設(shè)計和優(yōu)化材料結(jié) 構(gòu)，薄膜型聲學(xué)超材料可以實現(xiàn)對特定頻率范圍內(nèi)聲波的反射和吸收，從而達到隔聲的效果。

實現(xiàn)降噪的一種方法是使用聲學(xué)超材料。 然而，傳統(tǒng)聲學(xué)超材料中，低頻降噪方面一直存在頻段固定、頻帶狹窄的問題。本研究將手風(fēng)琴折紙作為側(cè)腔引入亥姆霍茲諧振腔，開發(fā)了一種具有可調(diào)諧和寬帶消聲能力的新型折紙聲學(xué)超材料(OBAM)。 本文通過理論、數(shù)值和實驗的方法對OBAM的聲衰減特性進行了廣泛的研究，并用傳輸損耗(TL)來量化OBAM的聲衰減特性。

而低頻噪聲由于具有波長大、穿透性強、傳播距離遠(yuǎn)等特點，根據(jù)質(zhì)量作用定律，傳統(tǒng)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(zhì)量作用定律的限制)是隔聲領(lǐng)域中研究難點研究內(nèi)容：結(jié)合薄膜型聲學(xué)超材料與聲學(xué)超表面在低頻降噪領(lǐng)域的優(yōu)越性，設(shè)計一種薄膜型聲學(xué)超表面

研究內(nèi)容：基于目前學(xué)者所設(shè)計的超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種薄膜型聲學(xué)超材料的單元模型，支撐框架、彈性薄膜和空心質(zhì)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(xué)超材料的結(jié)構(gòu)示意圖技術(shù)路線：在comsol中對薄膜聲學(xué)超材料低頻降噪進行仿真分析。

基于完全耦合的聲學(xué)熱力學(xué)方程和理論阻抗分析的模擬被用于揭示基礎(chǔ)物理和聲學(xué)性能，顯示出極好的一致性。 圖1.傳統(tǒng)微穿孔板與聲學(xué)超表面的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2.論文中阻抗分析和數(shù)值模擬的吸聲系數(shù)曲線數(shù)值模擬：在comsol中利用熱黏性聲學(xué)接口對聲學(xué)超材料的聲學(xué)特性進行仿真分析。建立的幾何模型如下所示。

研究背景： 從聲學(xué)超材料出現(xiàn)到薄膜型和薄板型聲學(xué)超材料局域共振隔聲機理的廣泛研究，其負(fù)等效質(zhì)量和負(fù)等效密度特性打破了傳統(tǒng)吸隔聲材料質(zhì)量定律的限制，為低頻吸隔聲提供了新途徑。由吸聲系數(shù)理論模型可知，薄膜型結(jié)構(gòu)的吸聲性能與振型模態(tài)、相對聲阻抗率有關(guān)。對有無附加質(zhì)量塊的薄膜型結(jié)構(gòu)進行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，探討振型模態(tài)與吸聲系數(shù)曲線的對應(yīng)關(guān)系。

熱學(xué)超材料設(shè)計涉及高維設(shè)計空間、多個局部極值、巨大計算成本，以及熱學(xué)屬性與單胞結(jié)構(gòu)間多種對應(yīng)關(guān)系等，這給熱學(xué)超材料的智能設(shè)計帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因此，開發(fā)出自動、實時、可定制化地設(shè)計熱學(xué)超材料的方法十分重要。

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原文摘要： 本文采用分子動力學(xué)（MD）法測定了粒子增強乙烯丙烯二烯單體（EPDM）/乙烯四氟乙烯（ETFE）共聚物材料的力學(xué)性能，并將該共聚物材料用于聲學(xué)超材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計。其次，基于離散點匹配方法，對材料的聲傳輸損耗特性進行了預(yù)測，并通過多物理場耦合有限元模型驗證了該理論的準(zhǔn)確性和有效性。最后，研究了影響材料結(jié)構(gòu)的7個關(guān)鍵參數(shù)，并分析了它們的影響規(guī)律和機理。

近年來，由于激光技術(shù)的飛速發(fā)展，利用激光脈沖激發(fā)超聲波成為當(dāng)前的研究熱點之一。激光脈沖可以非接觸式地在凝聚態(tài)物質(zhì)中激發(fā)超聲波，從而可以實現(xiàn)遙感遙測的任務(wù)。同時，由于激光束可以聚焦，因而可以對小尺寸材料進行激光超聲研究。

??倒車?yán)走_超高頻聲學(xué)仿真 采用Actran DGM模塊，高性能GPU并行處理，提升計算效率，解決50kHz超聲波雷達的超高頻聲學(xué)時域仿真問題，直觀展現(xiàn)雷達發(fā)射聲波和接受回波的整個工作過程，輔助進行故障定位。

因此也促進了研制水聲換能器的壓電材料和磁致伸縮材料的研究與制造。研制新型換能器的多元壓電復(fù)合材料、高分子合成材料、光纖材料等也引起極大的重視，并出現(xiàn)換能器材料和換能器設(shè)計的專家系統(tǒng)。水聲信號處理是當(dāng)前水聲研究中十分活躍的領(lǐng)域。大規(guī)模高速芯片的發(fā)展和并行算法的開發(fā)，提供了十分有力的工具。

哈利·波特的隱形斗篷2006年，倫敦帝國理工學(xué)院的John Pendry爵士首次提出基于超材料的隱形技術(shù)，人類的隱形之夢開始從科幻照進現(xiàn)實。從那時開始，隱形技術(shù)研究變得炙手可熱，不同版本的隱形斗篷相繼問世。其中有可使物體對可見光透明光學(xué)斗篷，也有使物體不被雷達探測到的雷達斗篷，還有可使物體在聲納中隱形的聲學(xué)斗篷等。然而迄今為止，所有實驗實現(xiàn)的隱形斗篷都依賴于超材料。

研究背景： 由于傳統(tǒng)材料的能量耗散較弱，低頻吸聲一直是研究人員面臨的一個具有挑戰(zhàn)性的課題。近年來，聲學(xué)超材料發(fā)展迅速，具有前所未有的優(yōu)異低頻性能。已經(jīng)設(shè)計了一系列亞波長厚度的超材料，以實現(xiàn)對低頻聲音的100%吸收。例如，由彈性膜和剛性盤組成的膜型超材料可以吸收某些頻率下幾乎所有的入射聲能，其厚度甚至比峰值吸收波長小兩個數(shù)量級。然而，由于薄膜柔軟，它很容易受到機械損傷。

聲學(xué)內(nèi)飾，如吸隔聲材料，以及阻尼材料，在車輛減振降噪方面發(fā)揮重要作用。設(shè)計人員針對聲源與振源的類型，傳遞路徑的特點以及作用的主要頻率，設(shè)計并優(yōu)化聲學(xué)內(nèi)飾，以盡可能起到降噪和/或減重、降本的效果。目前世界前20大汽車集團中有19家已經(jīng)是海克斯康A(chǔ)ctran噪聲軟件的用戶。

本世紀(jì)前半期，主要研究建筑物（如報告廳、音樂廳、劇院、體育館等）內(nèi)的聲學(xué)效果。自Sabine提出混響的概念及混響時間的計算，開辟了建筑聲學(xué)的研究領(lǐng)域，先后發(fā)展了室內(nèi)聲場理論及混響時間的測量方法。為了改善廳堂內(nèi)音質(zhì)及隔絕室外噪聲，對吸聲材料和隔聲材料進行了理論和實驗研究。

超材料是一種人工材料，其性能取決于特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計而非化學(xué)成分。此類材料的結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，因此制造難度相當(dāng)大。本文我們將通過數(shù)值研究探討一種能夠在靜水壓力的作用下膨脹的多孔彈性超材料（由帶空隙的單一材料制成）。

超材料是一種人工材料，其性能取決于特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計而非化學(xué)成分。此類材料的結(jié)構(gòu)往往很復(fù)雜，因此制造難度相當(dāng)大。本文我們將通過數(shù)值研究探討一種能夠在靜水壓力的作用下膨脹的多孔彈性超材料（由帶空隙的單一材料制成）。