《薄板聲波超材料各向異性質量調控的理論與實驗研究》是依託北京理工大學，由姚姍姍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：薄板聲波超材料各向異性質量調控的理論與實驗研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：姚姍姍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
薄板聲波超材料由於其良好的可設計性正受到廣泛關注，並已初步用於一些先進聲功能材料的設計，但目前提出的薄板構型很難實現任意的各向異性質量，限制了其在聲傳播調控方面的套用。項目將以周期搭接薄板結構實現任意各向異性質量為研究目標，建立該類超材料等效質量與微觀結構的關聯，在此基礎上給出具有任意各向異性質量薄板聲波超材料的設計方法。為此，項目在系統研究具有諧振單元薄板結構與環境液體相互作用規律基礎上，基於頻散關係等效和等效參數反演等方法建立周期搭接薄板結構動態均勻化理論，給出微結構參數與巨觀各向異性質量的關聯關係；並搭建聲場測試系統，對薄板超材料進行實驗製備和聲傳播特性測試。綜合以上研究成果，給出薄板超材料實現任意各向異性質量的設計理論，為下一步在聲傳播調控方面的套用奠定研究基礎。
結題摘要
薄板聲波超材料具有良好的可設計性，並已初步用於先進聲功能材料的設計，但傳統薄板構型很難實現任意各向異性質量，限制了其在聲傳播調控方面的深入套用。項目以薄板超材料實現各向異性質量用於聲波調控為研究目標，深入開展了薄板超材料的動態均質化原理，設計和製備方法及相關套用探索研究。取得的主要研究成果有：（1）提出了薄板聲波超材料的動態均質化方法，揭示了微結構參數對巨觀各向異性質量的影響機制，形成了薄板超材料用於聲傳播調控的微結構設計原理；（2）研製出具備聲壓幅值和相位同步採集功能的二維聲場掃描測試系統，開展了薄板超材料的製備及其聲特性刻畫的實驗研究；（3）設計出用於封閉空腔結構聲輻射抑制、聲波繞射隱身和低頻超吸聲的薄板超材料功能結構，並通過了數值模擬驗證。基於上述研究進展，發表SCI收錄期刊論文2篇，包括知名聲學期刊Journal of the Acoustical Society of America，知名物理期刊AIP Advances。研究成果在隔聲降噪、聲隱身等領域具有重要的套用價值。
