[发明专利]一种非对称声传播三角形超结构

说明书

本发明公开了一种非对称声传播三角形超结构，包括一个偏置的正三棱柱1，二十一个正三角形共振腔(2‑22)排列在正三棱柱1外围，一个正三角形空腔23将二十一个正三角形共振腔(2‑22)包围，正三角形空腔23的三边分别接有矩形波导24、25和26。每一个正三角形共振腔内部为六个相同的直角三角形亥姆霍兹共振腔(27‑32)。本发明的非对称声传播三角形超结构，当正三棱柱偏置时，该结构会使原带隙分成两个新带隙，并在其中间产生一个新的通带。非对称声传播三角形超结构模态分布显示正三棱柱偏置方向的两个矩形波导是互相连通的。非对称声传播三角形超结构可通过调节中心正三棱柱的偏置改变声传播的方向和传递效率。

技术领域

本发明涉及声学亥姆霍兹共振、声传播控制技术、声散射块偏置结构和声学超结构，尤其涉及一种非对称声传播三角形超结构。

背景技术

管路系统中声波控制是目前管道声学的所面临的重要挑战。管道本身并不产生噪声，而是由所连接的通风机、鼓风机、压缩机、水泵、油泵及汽轮机等设备所产生的噪声，通过管道中的介质和管道本身传递。此外，流体在管道中由于湍流而产生流动噪声，流动噪声将随流动速度增大而增大。对管道声波进行控制，能有效的阻断噪声的传播，降低管道噪声对周边环境的影响。另外，对管道噪声的传播路径进行控制，使得声波按照预先设定的路径传播，到达预的区域，能极大拓展现有声传播控制技术。目前通过旋转空气能有效地实现管道声波沿任意路径传播，但因其稳定性及内在噪声，严重影响其声波控制的鲁棒性和可靠性，难以实现其工程应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非对称声传播三角形超结构，在管道内控制声音传播，实现声音的定向定点传播。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种非对称声传播三角形超结构。非对称声传播三角形超结构：包括一个偏置的正三棱柱，二十一个正三角形共振腔，一个三条边分别接有三个矩形波导的正三角形空腔。每一个正三角形共振腔由六个相同的直角三角形亥姆霍兹共振腔构成。亥姆霍兹共振腔的细管与正三角形空腔连通。

作为本发明的非对称声传播三角形超结构的改进：非对称声传播三角形超结构采用正三角形空腔。

作为本发明的非对称声传播三角形超结构的进一步改进：正三角形空腔的三条边分别接有一矩形波导。

作为本发明的非对称声传播三角形超结构的进一步改进：正三角形空腔的内部有偏置正三棱柱。

作为本发明的非对称声传播三角形超结构的进一步改进：偏置的正三棱柱的外围为二十一个正三角形共振腔。

作为本发明的非对称声传播三角形超结构的进一步改进：正三角形共振腔由六个相同的直角三角形亥姆霍兹共振腔组成。

本发明与背景技术相比，具有益的效果是：

该非对称声传播三角形超结构可采用刚度较大的材料(如钢铁和铝合金等)加工而成，生产成本较低。本发明的非对称声传播三角形超结构使得声波在正三角形声腔内可通过正三棱柱偏置而挤压的空间。本发明的非对称声传播三角形超结构使得声波可在正三棱柱偏置方向的两个矩形波导间传播。本发明的非对称声传播三角形超结构可组装成二维声传播网络，并通过调节非对称声传播三角形超结构内部正三棱柱的偏置方向，控制声传播方向，实现声音沿任意路径传播。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的一种非对称声传播三角形超结构；

图2是本发明的一种非对称声传播三角形超结构Bravais正方形点阵的正格子和倒格子图；

图3是本发明的一种非对称声传播三角形超结构的能带结构；

图4是本发明的一种非对称声传播三角形超结构的声压模态图；