耦合共振声学超材料的宽带强声传输损耗
来源：两江科技评论（ID：imeta-center），作者：九乡河。
声学中一个长期存在的问题是，在频谱的中低范围内（低于5kHz）声音衰减。传统材料在这方面的使用受到经典质量定律的限制。因此，建筑物或车辆中的隔热板必须既厚（通常超出实际范围），又由致密材料组成，以提供高强度的声传输损失 (STL)。STL性能的改善是通过增量技术实现的，例如考虑由空气隔开的双层或多层板，利用模态相互作用，以及夹芯板与粘弹性材料之间的相互作用来增加声能耗散。此外，利用平面内布拉格散射效应，也出现了穿孔板或其他形式的板声波材料，但这些材料要求单元的平面尺寸与空气中入射声波的波长相当，这是非常不现实的。声学超材料的出现开辟了控制声音传播的新领域。然而，基于单个局域谐振器的声学超材料产生的衰减峰值较低且频带较窄。当使用多个局域谐振器时，在多个局部谐振器中出现的衰减峰值频带仍然很窄，并且由通带隔开。
近日，西班牙加泰罗尼亚理工大学国际工程数字科学中心 (CIMNE) 的David Roca和美国科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程科学系的Mahmoud I. Hussein研究团队提出了一种声学超材料模型，该模型通过完全耦合单个带隙中的两个反 共振产生亚波长声传输损耗，以实现宽带声衰减，并在3-5kHz和1kHz附近分别出现了超过100dB和60dB的两个峰值，实现了优异的隔声性能。通过确保入射声波声线与垂直于传输方向的平面波运动的布拉格色散曲线相交形成的两个重合频率之间均出现局域共振，进而触发基本的耦合共振机制。这种现象一般是在具有内部连续孔的薄单板结构或柱状板结构的形式实现的，这种实用结构有助于设计调整和优化目标频率范围（中低频），并进行大规模制造。相关研究成果发表在《Physical Review Applied》上。（钟雨豪）
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