多孔材料骨架提升耐高静水压力能力
性能优异的现代水下吸声材料具有广泛的应用前景和迫切的现实需要。目前亟待解决的关键技术问题是提高材料在宽频范围内的吸声能力、保持材料在高静水压力下的强吸声特性以及加强复杂环境下材料的综合服役性能。
最近一家研究所的课题组提出了一种基于局域共振吸声基元网络化的宽频水下吸声材料新构想——“声子玻璃”新型水下吸声材料。他们利用多孔材料骨架并结合共振吸声原理,构筑了具有宽频多模态振动模式的吸声材料,实现了宽频强吸声特性,同时多孔骨架复合材料大大提高了材料的耐高静水压力的能力。
此外,在前期工作中,为了满足现代水下吸声材料对宽频吸声频谱可以被任意剪裁的需要,该课题组通过将二维局域共振单元与木堆结构相结合,提出了一种被称作局域共振声子木堆的水下吸声材料,这种材料可以拓宽和控制吸声频谱。
利用2D数学模型创建声学斗篷原型
如今有一个新的转折点出现在这项有趣的技术领域,位于西班牙巴仑西亚市具有悠久历史的巴仑西亚大学和巴仑西亚理工大学的研究人员,目前已经通过一个2D的数学模型创建了一个声学斗篷的原型。
目前对不同的声音进行消除的技术是基于相消干扰的原理,两列声波如果完全异相,因而其叠加就为零,这样我们就听不到声音。而声学斗篷的原理与此有所差别,它是利用声音的波形特征绕过前方的物体,并没有改变声音的形状或者方向。
研究人员精确地将120个圆柱体安放在一个物体周围距离其22.5厘米的位置,每个圆柱体直径在15毫米。通过这个精密设计的实验,研究人员发现在特定频率的声波(3061赫兹,约100赫兹的带宽),保持其原声源的波前模式,当这个特定的声波通过一个物体的时候,可以“优雅地滑过”物体的表面,绕过物体。研究人员表示,特定的圆柱体可以对应特定频率的声波,所以只要改变圆柱体在物体周围的分布情况,比如增加圆柱体的放置数量,就可以针对另一个频率的声波,达到“隐身”的目的。
据推测,这项技术的未来应用前景非常的广阔,在现实世界中,通过精确布置能使特定频率的声波绕前,可以使城市环境中拥有更好的音响效果,比如在表演大厅里,安静的头盔,前者可以使音乐表演更加的动听悦耳,后者可以使外界极端的噪声被过滤掉,达到保护听力的作用。