بررسی تاثیر انواع جهت‌گیری‌ها و شکل گردنه در فراماده صوتی C-شکل

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-8 (8)
کد مقاله : 1080-ISAV2024 (R3)
نویسندگان
1دانشگاه صنعتی شریف
2استاد
3استادیار
چکیده
فرامواد صوتی، موادی نوآورانه با ساختارهای مهندسی‌شده هستند که امکان کنترل و هدایت امواج صوتی را فراتر از محدودیت‌های مواد متداول فراهم می‌کنند. این دسته از مواد، به دلیل توانایی در کاهش نویز، بهبود کیفیت صوتی و ایجاد خواص صوتی منحصربه‌فرد، در تحقیقات علمی و صنعتی به‌شدت مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، تأثیر هندسه و جهت‌گیری گردنه در فراماده‌ی صوتی C-شکل که دارای شکاف باند ناشی از تشدید هلمهولتز است، مورد بررسی قرار گرفته است. این شکاف باند موجب کاهش انتقال صوت (STL) در محدوده‌ی فرکانسی تشدید می‌شود. برای تحلیل این ساختار، شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از نرم‌افزار کامسول انجام شده است. شکل گردنه‌ها شامل فیلت‌دار، گردنه‌ی رو به بیرون، گردنه‌ی رو به داخل، دارای لبه‌ی کناری، لبه‌ی مربعی، و لبه‌ی دایروی است. تأثیر این متغیرها بر فرکانس و شدت کاهش انتقال صوت در محدوده‌ی تشدید هلمهولتز بررسی شده و نتایج به‌دست‌آمده تحلیل گردیده است. برای اعتبارسنجی، نمونه‌ای از این فراماده با استفاده از روش پرینت سه‌بعدی ساخته شده و نتایج شبیه‌سازی آن با داده‌های آزمایش تجربی مقایسه شده است. یافته‌های این پژوهش می‌تواند راهنمایی ارزشمند برای طراحی بهینه‌ی فرامواد صوتی جهت کاربردهای خاص نظیر عایق‌های صوتی و فیلترهای فرکانسی باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
Investigating the effect of various orientations and neck shapes in C-shaped acoustic metamaterial
Authors
Samira Khodabakhsh Pour Bariki, Mohammad Reza Movahhedy, Kaivan Mohammadi
Abstract
Acoustic metamaterials are innovative materials with engineered structures that allow for the control and manipulation of sound waves beyond the limitations of conventional materials. These materials have garnered significant attention in scientific and industrial research due to their ability to reduce noise, enhance sound quality, and create unique acoustic properties. In this study, the impact of geometry and orientation of the neck in a C-shaped acoustic metamaterial, which has a bandgap caused by Helmholtz resonance, is investigated. This bandgap results in a reduction of sound transmission (STL) within the resonance frequency range. Numerical simulations using COMSOL software have been conducted to analyze this structure. The neck shapes include filleted, outward-facing, inward-facing, with a side edge, with a square edge, and with a circular edge. The effects of these variables on the frequency and intensity of sound transmission loss in the Helmholtz resonance range have been examined and the results analyzed. For validation, a sample of this metamaterial was fabricated using 3D printing, and its simulation results were compared with experimental test data. The findings of this study can provide valuable guidance for the optimal design of acoustic metamaterials for specific applications, such as sound insulation and frequency filters.
Keywords
Acoustic Metamaterials, Helmholtz Resonance, Sound transmission loss, 3D Printing