大尺寸非对称薄膜型声学超材料的低频隔声特性研究

作者：闫文惠; 刘禧萱^*; 方添寅; 孙小伟; 温晓东; 欧阳玉花^*

来源：人工晶体学报, 2023, 52(08): 1441-1450.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20230614.001

• 薄膜型声学超材料
• 非对称结构
• 隔声特性
• 有限元法
• 声固耦合
• 低频

针对低频声波的衰减问题，设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构，利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达100 mm,隔声频率降低至10 Hz,并在10～500 Hz的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比，通过在单胞中引入不对称性，使得结构的低频隔声频带拓宽了23 Hz。通过模态分析发现，不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式，Lorentz共振与Fano共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时，薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果，为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。

• 单位
  数理学院; 兰州交通大学