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파노현상을 이용한 초광대역 차음벽 음향 메타구조
대표 URL https://doi.org/10.1098/rspa.2021.0024
작성자 관리자 게시일 2021.09.27 조회수 120

파노현상을 이용한 초광대역 차음벽 음향 메타구조

 

광대역 소음 저감 기술은 일상과 작업현장 모두에서 매우 중요시되고 있다. 이러한 광대역 소음 저감 기술 중 하나로 최근 작은 단위구조 내부에서 음파의 경로를 길게 설계하여 소리를 차단하는 Space-Coiling 음향 메타구조에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 미국 미주리 대학 연구팀은 파노 공진을 이용한 Space-Coiling 메타구조를 제안했다. 제안된 구조는 전체길이가 파장 대비 매우 짧은 공간에 복수의 벽을 설치하여 음파의 경로를 왜곡시켜 투과 전후 위상차를 발생시켜 투과파를 상쇄시킬 수 있도록 설계되었다. 위상차 발생을 위해 유효밀도와 체적 탄성율을 설계하였고 설계된 단위구조가 위상차를 발생시켜 음파를 상쇄시키는 것을 수치해석을 통해 확인하였다. 또한 연구팀은 제안된 메타구조 양 개구부와 중간부에 점성 폼을 배열하여 댐핑의 영향을 확인하였다. 마지막으로 단위구조를 서로 다르게 설계, 배열하여 광대역 성능이 구현되는 음향 메타구조를 수치해석과 실험을 통해 제시하였다. 제안된 연구는 차음을 필요로 하는 산업 현장과 일상에서 광대역 소음 차단 기술이 될 것으로 기대된다.

 

출처: Nguyen, H. Q., Wu, Q., Chen, H., Chen, J. J., Yu, Y. K., Tracy, S., & Huang, G. L. (2021). A Fano-based acoustic metamaterial for ultra-broadband sound barriers. Proceedings of the Royal Society A477(2248), 20210024.

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

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