半解析均质化方法对局域共振声学超材料的声透射分析

【作者】 何芝华； 刘磊； 汪越胜； Varvara Kouznetsova；

【机构】 伊犁师范大学物理科学与技术学院； 查尔姆斯理工大学机械工程系； 北京交通大学物理科学与工程学院； 埃因霍芬理工大学机械工程学院；

【摘要】 为了改善复杂低空声场的低频噪声问题,局域共振声学超材料(LRAM)因其优异的物理特性被考虑以实现良好的低频隔音性能。本文利用半解析均质化方法分析声振耦合问题,该方法能够有效地分析和设计具有复杂微观结构的LRAM。通过叠加静态和动态变形来表示LRAM微观单胞均质化问题。将尺度转换关系应用于简化模型,得到一个包含一组内部局域动力学模态的扩展壳模型。最后将该模型转化为宏观声振耦合问题进行解析求解。对给定的LRAM,其有效特性可通过一次求解得到。结合实际工况,该均质化框架被应用于有限大和无限大(固支和简支边界条件)LRAM的声透射分析。结果表明,这种半解析方法为LRAM的低频隔声提供了一种有力工具,从而可以高效地实现LRAM的设计与应用。更多还原