基于薄膜型材料的低频多带隔声研究

发布时间：2020-03-29 04:20

【摘要】：声学超常材料具有自然材料和传统材料不具备的很多特殊性质,如负密度和负模量等,因而展现出各种特殊性能,如声隐身,亚波长成像,反常折射/反射,单向透射,声聚焦等。而基于薄膜的声学超常材料,在吸声及隔声等方面有巨大的应用价值。本文提出一种以薄膜作为表面的中空腔体结构,用于管道中的隔声。基于不同的物理机理,这种简单的结构可以实现低频多带隔声效果。本论文主要分为以下几个部分:第一章:介绍电磁超常材料以及声学超常材料的起源,并对薄膜型声学超常材料的各种结构以及应用作简单小结。第二章:提出一种由弹性薄膜构成六个面的空心立方腔体结构,用于实现管道中的隔声。有限元模拟及理论分析证明,在中空腔体,薄膜侧面以及腔体与管道壁之间间隙的共同作用下,此简单的结构可以在多个频段实现基于不同机理的隔声。而且,这些频段均分布在500 Hz以下的低频范围内,而腔体结构的尺寸远小于吸声波长。同时,通过调整结构参数以及构建不同参数的腔体阵列,也可以在500 Hz以下的更多的频率段实现更好的隔声效果。此外,由于此立方腔体的横截面积小于管道的横截面积,该种结构能够在实现隔声的同时,避免影响管中气体流通。第三章:通过一维弹簧质量模型对超常材料的有效质量密度和有效体积模量进行理论分析;同时利用多重散射理论给出有效质量密度的精确解析解。另外,对不同形状的薄膜薄板材料,通过解析模型,近似模型以及有限元分析法三种求解方法求解其阻抗,对于超常材料的特殊性能给出理论解释。第四章:对全文工作进行总结并对未来工作进行展望。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33

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本文编号：2605431