翅片式声子晶体隔声性能的数值模拟

张秀海 [1], 屈治国 [1],
[1] 热流科学与工程教育部重点实验室,西安交通大学能动学院
Published in 2017

引言 声子晶体是一类结构或物理参数周期变化的材料,可以用来调控声波的传播。声子晶体在波导、隔声、吸声等领域具有潜在的应用。除此之外,研究学者还发现声子晶体具有一些新颖的功能,如负折射、负弹性模量、负质量密度等。受翅片式结构启发,本文设计了翅片式声子晶体(PCFs),并通过数值模拟研究了该类声子晶体的隔声性能。

COMSOL MULTIPHYSICS® 的使用 模拟中采用COMSOL Multiphysics的声学模块和结构力学模块,采用完美匹配层以获得更好的模拟结果。

结果 本文模拟了翅片式声子晶体在6300 Hz时的声压场,并计算了传递损失。将翅片式声子晶体的模拟结果与普通声子晶体(PCs)模拟结果对比。结果表明,与普通声子晶体相比,翅片式声子晶体传递损失峰值更高,且峰值向低频移动。可以推断,在一定的频率范围内,翅片式声子晶体传递损失较普通声子晶体具有更多的峰值。

结论 本文设计并研究了翅片式声子晶体的隔声性能。数值结果表明,翅片式声子晶体传递损失峰值更高,较普通声子晶体具有更优越的隔声性能,在隔声领域具有潜在的应用。

注: 该成果已发表于Proceedings of Phononics 2017。

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