基于超构材料设计吸声降噪结构的研究进展

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2022年第9期北京时间：

作者：潘永东，宋潮，赵金峰，张晓青

单位：1.同济大学 航空航天与力学学院，上海 200092;2.同济大学 物理科学与工程学院，上海 200092;3.同济大学 上海特殊人工微结构材料及技术重点实验室，上海 200092

摘要：噪声污染是重要的环境问题，研究如何设计吸声结构以降低环境中的噪声一直是一项富有挑战性的课题。相比于传统材料，超构材料因其低频吸声的突出优势，成为目前设计研究的热点。首先介绍2种主要的声学吸收机制：声学黏滞性理论和热传导理论。在此基础上，阐述了吸声结构的基本设计分析方法，包括阻抗分析方法、数值计算方法以及实验方法，其中阻抗分析方法主要介绍了阻抗匹配理论和复频率平面分析方法。接着，根据目前吸声结构的设计研究现状进行分类，深入介绍基于超构材料设计的研究进展，讨论了其实际应用和可能的发展方向，最后从结构设计、工作频带、结构尺寸、吸声效果方面对基于超材料的吸声结构进行了总结，并分析了其在实际应用和不同工况下面临的挑战。

关键词：超构材料,亥姆霍兹谐振腔,微穿孔板,超表面,吸声

基金资助：国家自然科学基金（11872282，61761136004）；上海市科技创新计划（20ZR1462700）；ASIC与系统国家重点实验室基金（2020KF006）