《多層穿孔板之間耦合共振所致的若干重要聲學現象》是依託中國海洋大學，由郁高坤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多層穿孔板之間耦合共振所致的若干重要聲學現象
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郁高坤
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來學者們對諸如負折射、亞波長成像、超常傳輸等聲學問題產生了濃厚的興趣。其實，這些現象所涉及的內在聲學機制多與長度（縱向）共振或局域共振存在緊密的聯繫。實際觀察這些聲學現象或在實際套用時，受到聲學系統結構尺度以及內在阻尼效應的制約。針對這些局限性，本項目提出了一種新的共振機制- - 多層穿孔板的耦合共振；在這種複合結構中，板層間對應孔的聲耦合是通過互相隔離的腔體實現的，所涉及的共振既不同於長度（縱向）共振，又有別於標準的Helmholtz共鳴器局域共振。初步研究發現，這種方式的耦合共振會導致非同尋常的聲學現象，可實現諸如：（1）低頻寬頻全形度隔聲，（2）在不降低解析度的前提之下，寬頻亞波長成像，（3）聲聚焦，等重要聲學技術。本項目擬研究此種耦合共振的理論及特性，並套用於低頻寬頻全形度隔聲、寬頻亞波長成像以及聲聚焦等重要聲學工程技術問題。
結題摘要
聲超構材料因可以實現自然界原本不存在的物理現象引發了研究者的濃厚興趣。本項目主要通過對局域單元進行控制，實現了角度無關的聲學透明現象以及基於Hemholtz共鳴器的聲學超透鏡。 對於角度無關的聲學透明現象，主要通過格林函式理論並結合聲傳輸線概念，設計一種新型的聲學結構用於實現角度無關的聲學透明現象，每個聲學單元包括一個Helmholtz 共鳴器和一個1/4波長共鳴器，以及一個亞波長的窄縫。從理論、實驗以及仿真這三方面對其性能進行研究，實現了聲學的無指向共振傳輸，即在某一聲學頻段，實現0度~90度聲波完全透射。前人的研究採用半波長共振，當聲波的波長與晶格常數相當時，透射表現為明顯的角度依賴性；當聲波波長遠大於晶格常數時，透射雖然表現為無指向性傳輸，但是其實現的結構就非常的厚。在這裡我們採用局部調控阻抗的方法，一方面避免了衰減波的干擾，另一方面通過局域共振引起聲輻射波的干涉來實現聲的全透射。 聲學超透鏡提供了一種克服亞波長成像極限的方法，但是其可工作的頻段寬度較窄。我們提出了一種基於Helmholtz共鳴器的超構材料來拓寬超分辨的頻寬，並通過實驗來證實雙縫亞波長成像的效果。結果表明，超分辨可以在570~650Hz實現。區別於基於FP共振機制的亞波長成像，這裡形成亞波長成像的機制是Fano 共振，由於相鄰共鳴器之間的強烈耦合導致聲傳輸在相對較寬的頻率範圍內得到了增強。
