[发明专利]低声速超材料层及由其制成的中低频高效吸声的超材料复合结构

摘要

本发明公开了一种中低频高效吸声的超材料复合结构，包括由外向内顺次连续排布的多孔性吸声材料层、低声速超材料层和硬反射材料，低声速超材料层由厚度相同的超材料片叠加而成；超材料片是一种在声场中可以视为均匀流体的片状材料，其延展方向与多孔性吸声材料内表面平行，法向声速小于空气声速，超材料片由一定厚度的空气和嵌入其中的穿孔薄板共同组成，超材料片的法向声速与穿孔薄板厚度、小孔面积等参数相关。该复合结构以较小的空腔尺寸实现了中低频吸声系数的明显提高，能够大大降低铁路、工厂、建筑室内的中低频噪声。

主权项

1.一种低声速超材料层，其特征在于：包括至少一个超材料片，所述超材料片(4)为由厚度为H的空气层和嵌入其中间且厚度为h的穿孔薄板组成的片状等效流体材料，所述穿孔薄板由金属或硬质非金属材料制成，穿孔薄板的延展方向与超材料片的延展方向一致，穿孔薄板的表面与超材料片的表面平行；/n其中，0.01H≤h≤0.2H，且h≥0.5mm；穿孔薄板的空间压缩率为ζ，ζ＝H/(H-h)；穿孔薄板上的小孔的形状为圆形、矩形或任意便于加工的形状；单个小孔的面积为S，所述小孔按正方格均匀排列；相邻小孔的中心距为D，D≤H，穿孔率为σ，σ＝S/D²，且/n所述超材料片的法向声速C(f)与所述H、h、ζ、S、D的关系符合以下公式组合：/n /n当所述超材料片为多个时，多个所述超材料片的大小和厚度相同且在厚度方向叠加而成，且多个所述超材料片的法向声速一致，多个所述超材料片的穿孔薄板的外缘通过固定架固定连。/n