جاذب متخلخل صوتی با المان رزونانسی محلی تعبیه شده در آن

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه صدا و سیما

2 استادیار دانشگاه صدا و سیما

چکیده

جاذب‌های صوتی درکاربری‌های مختلف مانند مکان‌هایی که نیاز به کنترل نوفه[i] دارند و یا احتیاج به مشخصه‌های آکوستیکی مطلوب دارند، مورد نیازند. جاذب‌های صوتی سنتی در محدوده فرکانسی پایین ناکارآمد بوده و بهره‌وری بالایی ندارند و برای دریافت میزان جذب بالا در محدوده فرکانس پایین لازم است ضخامت بالایی از این مواد را مورد استفاده قرار داد که با توجه به محدودیت‌های موجود در ساخت و کمبود فضا عملاً استفاده از جاذب‌های سنتی با هدف جذب صداهایی با فرکانس پایین امکان‌پذیر نیست. یکی از روش‌های موجود برای جذب صوتی بالا در محدوده فرکانس پایین به ازای ضخامت پایین جاذب، استفاده از فراموادهای[ii] آکوستیکی است. فراموادهای آکوستیکی به دلیل مشخصه‌های صوتی ویژه‌ای نظیر انتقال، جذب و جهت‌گیری که در مواد طبیعی موجود نیست، شناخته می‌شوند. این ویژگی‌ها به واسطه ساختار تکرارپذیر و پیکربندی‌های مختلف فراموادها به وجود می‌آیند. در این مطالعه برای غلبه بر مشکل جذب در فرکانس‌های پایین، مشخصه‌های جذب ساختارهای متخلخل مبتنی بر فوم با استفاده از بلوک‌های رزونانس محلی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. عناصر تعبیه شده در مواد جاذب با اشکال و خواص مختلف با روش المان محدود (توسط نرم‌افزار کامسول[iii]) برای بهبود جذب صدا، به ویژه در محدوده فرکانس پایین، مورد بررسی قرار می‌گیرند. نتایج نشان داد که سیلندرهای اعمالیِ پر شده از هوا با شعاع بیرونی زیاد و ضخامت کم در درون جاذب متخلخل باعث بهبود میزان جذب صدا در فرکانس‌های پایین شده‌اند.



[i]. Noise


[ii]. Metamaterial


[iii]. Comsol Multiphysics

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] Delany, M. E., and E. N. Bazley. "Acoustical properties of fibrous absorbent materials." Applied acoustics, Vol3, No. 2, 1970, pp.105-116.

[2] Oliva, David, and Valtteri Hongisto. "Sound absorption of porous materials–Accuracy of prediction methods." Applied Acoustics, Vol.74, No.12, 2013, pp.1473-1479.

[3] T. J. Cox and P. D'Antonio, Acoustic absorbers and diffusers: Theory, design and application, Spon Press, 2004.

[4] Lagarrigue, Clément, Olivier Dazel, Jean-Philippe Groby, and Vincent Tournat. "Parametric study of a metaporous made of solid inclusions embedded in a rigid frame porous material." In Acoustics 2012, 2012.

[5] Lagarrigue, C., J. P. Groby, V. Tournat, O. Dazel, and O. Umnova. "Absorption of sound by porous layers with embedded periodic arrays of resonant inclusions." The Journal of the Acoustical Society of America, Vol.134, No.6, 2013, pp.4670-4680.

[6] Groby, J-P., C. Lagarrigue, B. Brouard, O. Dazel, V. Tournat, and B. Nennig. "Using simple shape three-dimensional rigid inclusions to enhance porous layer absorption." The Journal of the Acoustical Society of America, Vol.136, No.3, 2014, pp.1139-1148.

[7] Groby, J-P., C. Lagarrigue, B. Brouard, O. Dazel, V. Tournat, and B. Nennig. "Enhancing the absorption properties of acoustic porous plates by periodically embedding Helmholtz resonators." The Journal of the Acoustical Society of America, Vol.137, No.1, 2015, pp.273-280.

[8] Nouh, M., O. Aldraihem, and A. Baz. "Wave propagation in metamaterial plates with periodic local resonances." Journal of Sound and Vibration, Vol.341, 2015, pp.53-73.

[9] Boutin, Claude, and François Xavier Becot. "Theory and experiments on poro-acoustics with inner resonators." Wave Motion, Vol.54, 2015, pp.76-99.

[10] Doutres, Olivier, Noureddine Atalla, and Haisam Osman. "Transfer matrix modeling and experimental validation of cellular porous material with resonant inclusions." The Journal of the Acoustical Society of America, Vol.137, No.6, 2015, pp.3502-3513.

[11] Assouar, Badreddine, Mourad Oudich, and Xiaoming Zhou. "Acoustic metamaterials for sound mitigation." Comptes Rendus Physique, Vol.17, No.5, 2016, pp.524-532.

[12] Zhao, Honggang, Yang Wang, Dan Zhao, Jihong Wen, Y. Wai Lam, and Olga Umnova. "A low-frequency metasurface absorber based on Helmholtz resonators." ICSV24, London, UK, 2017, pp.23-27.

[13] Jones, P. W. "PREDICTION of the Acoustic Performance of Small Poroelastic Foam Filled Mufflers: a Case Study." Acoustics Australia, Vol.38, No.2, 2010, pp.69–75.