基于通用宽带椭圆微结构的超材料深化亚波长声学共振
应用物理
2018-08-01 v1
摘要
慢声是超材料为实现波能量压缩、重定向、成像、吸声及其他特殊功能而常利用的现象。然而，此类慢声结构通常与空气阻抗匹配较差，尤其在低频段，因而仅在窄频范围内表现出强透射。这严重限制了其在波操控器件中的应用。本工作中，我们设计了一种慢声介质，在宽低频范围内将空气中的有效声速减半，同时保持与空气近乎阻抗匹配。这是通过椭圆截面的圆柱矩形阵列实现的，该微结构的提出源于将变换声学与会质化相结合。微结构参数经过优化，以提供所需的各向异性材料特性及近阻抗匹配。随后，我们将该微结构用于使四分之一波长谐振器（QWR）的尺寸减半，或等效地使给定尺寸 QWR 的谐振频率减半。这在低频纯音噪声衰减的受限环境中（如管道中吸声材料邻近声波传播区域）提供了显著的空间节省。我们称该椭圆微结构为“通用”，因其可用于多种不同应用。
引用
@article{arxiv.1711.10321,
title = {Deepening subwavelength acoustic resonance via metamaterials with universal broadband elliptical microstructure},
author = {William D. Rowley and William J. Parnell and I. David Abrahams and S. Ruth Voisey and John Lamb and Nicolas Etaix},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.10321},
year = {2018}
}