迷宫式声学超材料降噪分析

王帅杰; 徐传燕; 黄显利; 李永生; 邢其森; 刘永利; 刘润达

doi:10.19471/j.cnki.1673-6397.2025.04.007

内燃机与动力装置 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (04) : 58 -63. DOI: 10.19471/j.cnki.1673-6397.2025.04.007

迷宫式声学超材料降噪分析

王帅杰, 徐传燕, 黄显利, 李永生, 邢其森, 刘永利, 刘润达

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摘要

为解决传统降噪系统效率低、设计复杂、噪声控制效果不稳定等问题，基于声学超材料设计一种迷宫式超材料结构，采用COMSOL软件仿真分析迷宫式声学超材料对声波传播方向及不同频率声波的影响，通过试验验证超材料个数对噪声声压级的影响。仿真结果表明：迷宫式声学超材料改变声波的传播方向，形成异常反射以降低噪声声压级；超材料厚度与声波频率有关，可针对不同频率的噪声设计超材料结构，实现精准降噪。试验结果表明：声波频率为2 kHz时，采用迷宫式声学超材料可使声压级均方根从83.47 dB降至74.85 dB,噪声明显降低；随着超材料个数增加，声压级均方根持续降低，降噪效果越好，但超材料个数过多导致整体结构质量增大，建议实际应用时选择一组(2个)或两组(4个)超材料，此时降噪效果较佳。