Разработан «умный экран», блокирующий звук без препятствия вентиляции

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Исследовательская группа Бостонского университета под руководством профессора Синь Чжана разработала инновационный акустический метаматериал, названный PGUOM (сверхоткрытый метаматериал с фазовым градиентом), способный эффективно подавлять широкополосный шум, сохраняя при этом до 70% открытости для прохождения воздуха.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Scientific Reports в статье «Сверхоткрытые метаматериалы с фазовым градиентом для широкополосного акустического подавления». Новая разработка представляет собой значительный прогресс по сравнению с предыдущими версиями акустических глушителей, созданных той же лабораторией в 2019 году, которые были эффективны лишь в узком диапазоне частот.

Прямоугольные и цилиндрические структуры PGUOM
Прямоугольные и цилиндрические структуры PGUOM
Автор: Чживэй Ян и Синь Чжан Источник: techxplore.com

Принцип работы PGUOM основан на использовании суперячеек, каждая из которых состоит из трех субволновых элементарных ячеек. В первую и третью ячейки встроены твердые барьеры, создающие контролируемые фазовые сдвиги во входящих звуковых волнах, в то время как центральная ячейка остается открытой для беспрепятственного потока воздуха. Искусственно созданные фазовые сдвиги формируют полный фазовый градиент в 2π в каждой суперячейке, преобразуя входящие звуковые волны в ложные поверхностные волны, которые улавливаются и рассеиваются вдоль поверхности метаматериала.

В отличие от традиционных фазо-градиентных структур, в PGUOM центральная ячейка увеличена для регулирования потока воздуха без ущерба для звукоизоляции. Материал может быть изготовлен в различных формах — как прямоугольных, так и цилиндрических — с сохранением эффективности шумоподавления.

Автор: Чживэй Ян и Синь Чжан Источник: techxplore.com

Физические прототипы PGUOM были успешно созданы с помощью 3D-печати. В настоящее время команда работает над интеграцией разработки в конкретные продукты и оптимизацией материалов для масштабного производства. Исследователи также стремятся обеспечить высокое затухание в еще более широких частотных диапазонах при сохранении низкого сопротивления воздушному потоку.

Потенциальные области применения PGUOM включают офисы открытого типа, вентиляционные системы, транспортные узлы и промышленные объекты, где присутствуют разнообразные и непредсказуемые звуковые частоты, а циркуляция воздуха критически важна. Технология направлена на снижение шумового загрязнения, которое оказывает негативное влияние как на здоровье человека, вызывая потерю слуха, нарушения сна и повышение уровня стресса, так и на дикую природу, нарушая экосистемы.

Источник: Tech Xplore

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор GaN-зарядки Ugreen Uno X640: Разбор эффективности, стабильности под нагрузкой и эргономики

Ugreen продолжает экспериментировать не только с электрической начинкой своих зарядных устройств, но и с их визуальным позиционированием. Uno X640 — это компактное 45-ваттное...

Почему некоторым животным необходимо умереть, чтобы продолжить род: удивительная стратегия природы

В животном мире существуют виды, для которых продолжение рода буквально становится последним событием в жизни. Они тратят все силы на размножение, заботу о потомстве и передачу генов следующему...

Почему подстаканники стали одним из символом поездов: физика и сопромат чайного стола

В 1892 году (в архивных ведомственных сводках министерства путей сообщения встречается и 1882 год) Сергей Витте официально ввел подстаканники в постоянный обиход пассажирских поездов на казенных...

Обзор Интерскол АКА-8/12ЭМ: четыре колеса подряд и почти полный аккумулятор

Компрессор в багажнике обычно лежит без дела месяцами, а потом внезапно становится одной из самых нужных вещей. Интерскол АКА-8/12ЭМ интересен тем, что обходится без проводов, показывает давление...

Как голуби кормят птенцов «молоком», хотя у них нет молочных желёз

Взрослый голубь клюёт зёрна и семена, но своему только что вылупившемуся птенцу приносит совсем другую пищу. Первые дни тот питается густой светлой массой, которую называют голубиным молоком. Её...

«Северянка»: зачем советскую боевую подлодку отправили следить за рыбой

Чтобы заглянуть в море изнутри «Северянки», нужно было придвинуть лицо к маленькому круглому стеклу. Диаметр иллюминатора составлял всего 13 сантиметров. За ним могли появиться сельдь, медузы или...