Разработан «умный экран», блокирующий звук без препятствия вентиляции

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

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
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

Ученые впервые наблюдали процесс, давший начало сложной жизни на Земле: как контакт двух простых клеток изменил ход эволюции

Один из самых сложных вопросов в современной биологии — это механизм появления эукариотической клетки. Вся жизнь на Земле делится на простые микроорганизмы (бактерии и археи) и...

Архитектура преисподней: как на самом деле устроен источник магмы Йеллоустоунского супервулкана

Традиционно считалось, что под Йеллоустоуном находится мантийный плюм. Согласно этой классической концепции, глубоко в недрах планеты, на границе земного ядра и мантии, зарождается мощный...

Секрет Саграда Фамилия: почему у самого высокого храма мира предел высоты в 172 метра

В прошлой статье я писал про долгострой, и вот совпадение, тоже храм, в Таиланде. Но если Храм Истины это самый масштабный проект целиком из древесины, то Саграда Фамилия уже самый высокий...

Как первоцветы выживают в суровых условиях ранней весны

Ранняя весна в центральной полосе России — время, когда природа только пробуждается от зимнего сна. Еще в низинах лежит снег, а на полянках появляются первые цветы, это кажется настоящим...

Где находится самый старый пароход в России и почему его сохранили

На набережной Енисея в центре Красноярска стоит пароход, который по праву считается одним из самых старых сохранившихся судов России. Грузопассажирский колёсный пароход «Святитель Николай»,...