二维亥姆霍兹共鸣管阵列的声带隙增强效果及其应用

本文主要探讨了二维阵列亥姆霍兹共鸣管的声带隙性能，该研究发表于2011年的《同济大学学报（自然科学版）》。亥姆霍兹共鸣器作为一种基本的声共振系统，它的核心功能是接收外部声场的能量，并通过内部振动产生吸声效果，常见于音乐厅和电影院的吸音墙设计中。研究人员设计了一种二维的亥姆霍兹共鸣管周期阵列结构，利用了有限元方法来分析其声传输特性。 通过计算，发现这种结构能够有效地利用布拉格散射效应，这是一种波的干涉现象，使得声波在特定频率范围内被反射或削弱。此外，局部共振效应也起到了关键作用，当声波与共鸣管内部结构共振时，能进一步增强吸声效果。最重要的是，与仅由无开口圆管构成的周期结构相比，二维阵列亥姆霍兹共鸣管结构表现出更大的声带隙带宽，这意味着它可以吸收更多的声波频率，从而提供更广泛的声学控制。 这种特性使得二维阵列亥姆霍兹共鸣管结构在声学应用上具有广泛潜力，例如设计声屏障，能够有效降低噪音干扰；或者作为声透镜，聚焦或扩散声波，用于声音传输和控制。研究者许震宇副教授，工学博士，他的主要研究方向是应用力学，他与卢强、李斌合作，共同揭示了这种创新结构在声学领域的科学价值。 关键词"声子晶体"、"声带隙"和"亥姆霍兹共鸣管"突出了论文的核心内容，强调了该研究在声子物理学中的重要性。这篇论文不仅提供了理论分析，还展示了实际应用的可能性，对于推进声学工程领域尤其是吸声材料和声学器件的设计有着积极的推动作用。