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저주파 소음,진동 제어를 위한 하이브리드 메타물질
대표 URL https://doi.org/10.1063/5.0028332
작성자 관리자 게시일 2021.03.12 조회수 772

저주파 소음,진동 제어를 위한 하이브리드 메타물질

 

일반적으로 저주파 대역에서의 진동과 소음을 차단하기 위해서는 질량의 법칙으로 인해 구조물이 무겁고 커질 수밖에 없다. 하지만 최근 많은 연구가 진행되고 있는 메타구조는 보다 작은 스케일과 가벼운 무게로 효과적인 진동 소음 제어를 구현할 수 있다. 중국 North China Electrical Power University의 Chuanxi Qiao 연구팀은 100 Hz 이하의 저주파 소음과 진동을 동시에 제어할 수 있는 하이브리드 메타구조를 제안했다. 제안된 메타구조는 맴브레인 위에 mass 역할의 텅스텐이 있고 팬 형상의 실리콘으로 텅스텐 주변을 감싸 중심부 전체 형상이 원기둥 형태를 이루고 있다. 또한 이러한 원기둥을 레진으로 감싸 얇은 판형태로 단위구조를 갖는다. 연구팀은 제안된 단위구조를 배열하여 수치해석을 통해 측면에서 평면파를 가진시켜 진동을 수직방향으로 음파를 입사시켜 소음 감쇠를 확인하였다. 또한 연구팀은 텅스텐을 잡고있는 실리콘의 회전 각도에 따른 성능 역시 확인하여 주파수에 따라 알맞게 튜닝 가능함을 확인하였다. 제안된 연구는 초 저주파 대역에서 소음과 충격에 의한 진동을 동시에 흡수할 수 있어 층간 소음이나 가전제품 등에서 효과적인 응용 연구가 될 것으로 기대된다.

 

출처: Chen, C., Guo, Z., Liu, S., Feng, H., & Qiao, C. (2021). Hybrid acousto-elastic metamaterials for simultaneous control of low-frequency sound and vibration. Journal of Applied Physics, 129(5), 054902.

[담당자: 이재화(jaehwalee@kimm.re.kr, 7462)]

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