저주파 광대역 수중 음향 메타물질 | |||||
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대표 URL | https://doi.org/10.1063/5.0028135 | ||||
작성자 | 관리자 | 게시일 | 2021.05.20 | 조회수 | 543 |
저주파 광대역 수중 음향 메타물질
음향 메타물질은 작은 스케일로 임피던스를 조절을 통해 구조 내부에서 음파에너지를 열로 손실시켜 흡음할수 있다. 시안 자오퉁대학의 Fengxian Xin 연구팀은 물속에서 임피던스 매칭을 통해 음파에너지를 흡수하는 메타물질을 제안했다. 제안된 메타구조의 단위구조는 벌집 형상을 갖는 헬롬홀츠 공명기와 유사하며 캐비티 내부 벽면에 일정 두께를 갖는 고무를 배치하여 캐비티의 임피던스를 설계할 수 있다. 연구팀은 메타구조의 표면 임피던스가 저주파 대역에서 실수부는 1에 가깝도록, 허수부는 0에 가깝도록 이론모델을 통해 설계하였고 이때 캐비티 내부 물과 고무의 댐핑에 의한 흡음 특성을 수치해석을 통해 확인하였다. 또한 이러한 설계기법을 기반으로 서로 다른 주파수대역을 갖는 단위구조를 설계, 배열하여 광대역 흡음특성과 전체 표면 임피던스를 수치해석을 통해 확인하였다. 제안된 연구는 수중 영역에서 음파를 흡수를 필요로 하는 음향스텔스 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
출처: Duan, M., Yu, C., Xin, F., & Lu, T. J. (2021). Tunable underwater acoustic metamaterials via quasi-Helmholtz resonance: From low-frequency to ultra-broadband. Applied Physics Letters, 118(7), 071904.
[담당자: 이재화(jaehwalee@kimm.re.kr, 7462)]