Design strategy for low-frequency absorbing acoustic metasurfaces


Baydur C., Bayraktar M., Wang X.

27. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Ankara, Turkey, 16 December 2022, pp.60

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Ankara
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.60
  • Yıldız Technical University Affiliated: Yes

Abstract

Düşük frekanslı seslerin (<1000 Hz) yutumu uzun dalga boyları, λ, (0.343 m<) nedeniyle zordur. Akustik metayüzeyler dalga boyu altı kalınlığında üstün ses yutum performansları ile dikkat çekmektedir. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda metayüzeyler için ses yutum katsayısını düşük frekanslara kaydırabilen çeşitli tasarım stratejileri geliştirilmiştir. Hacimsel sarmallı kanal, gömülü açıklık ve çok katmanlı delikli panel sağladıkları akustik performans ile göze çarpmaktadır. Her ne kadar bu eklentiler yapı kalınlığını değiştirmeden yutum pikini düşük frekanslara kaydırsa da metayüzeyin ağırlığını artırır. Bu çalışmada, metayüzeye herhangi bir eklenti ilave etmeden yutum katsayısını düşük frekanslara kaydırıyoruz. Metayüzey, delikli panel ve hacimsel sarmallı kanallardan oluşmaktadır. Tasarım önerimiz üç eş kesit alanına sahip kanallardan birinin kesit alanını aşırı darlaştırarak daraltılan kanaldaki akustik basıncın artırılmasına dayanmaktadır. Kesit alanları farklılaştırılan kanallardaki ses dalgalarının oluşturduğu sürtünmeyi artırıyoruz. Böylece yapı içindeki akustik enerjinin kaybını yüksek oranda artırarak ses yutum katsayısını çarpıcı bir biçimde düşük frekanslara kaydırıyoruz. Tasarım stratejimiz yapı kalınlığını artırmadan düşük frekanslardaki performansı artırmaktadır. Önerimizin esas dikkat çekici noktası ise; metayüzeye herhangi bir eklenti yapmadan performansın önemli ölçüde yükseltilmesidir.