基于受限声子晶体的声学超材料吸波器

本文展示了考察声子晶体中热粘性损耗的理论、数值和实验结果，从而实现了具有复值各向异性惯量的声学超材料吸波器的制造与表征。由于声子晶体的结构化晶格和有组织的分层方案，所开发的公式无需任何未知或经验系数，并且表明更高的填充率排列可用于大幅提高损耗因子。为了在可实现的实验配置中准确描述这些结构，需要引入受限结构来修正有效属性，这是由于声子晶体晶格内的热边界层和粘性边界层效应所致。本文提出了描述这些受限声子晶体效应的理论公式，包括其单独存在时以及作为声学超材料结构一部分时的情形，并在声阻抗管中进行了实验验证。观察发现，受限声子晶体表现出粘性损耗的增加和有效体积模量的降低，从而通过改善阻抗匹配和增强吸收实现了更好的吸波器性能。