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넓은 입사각에서 무반사 특성을 갖는 광대역 음향 메타물질 펜스
대표 URL https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.054012
작성자 관리자 게시일 2021.04.30 조회수 492

넓은 입사각에서 무반사 특성을 갖는 광대역 음향 메타물질 펜스

 

음향 메타물질은 작은 스케일로 임피던스를 조절하여 음파를 완전히 투과 또는 반사시킬 수 있다. MIT 공대의 Nicholas 교수 연구팀은 공기중에서 임피던스 매칭을 통해 넓은 입사각에서 음파의 반사가 일어나지 않는 광대역 음향 메타물질을 제안했다. 제안된 메타구조는 서로 다른 직경을 갖는 원기둥(A, B)을 ABA로 배열하여 공기와 같은 임피던스를 갖도록 설계되었다. 연구팀은 X축과 Y축의 웨이브 넘버(주파수와 비례하는 상수)에 따른 유효 임피던스 값을 유한요소 해석을 통해 확인하여 광대역 특성과 넓은 입사각에서 무반사 특성을 갖도록 메타구조를 설계하였다. 또한 A 또는 B 원기둥 만 있을 때는 주파수에 따라 특정 각도에서만 반사되지 않는 반면 ABA로 배열된 메타구조의 경우 광대역에서 넓은 입사각에서 반사파가 발생하지 않는 것을 확인하였다. 제안된 메타구조의 무반사 특성을 PMMA(Poly methyl methacrylate)로 제작하여 실험을 통해 확인하였다. 제안된 연구는 일반적으로 음파를 반사시키는 강체와는 다르게 음파의 반사를 피해야하는 응용분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

 

출처: Liu, C., Ma, C., Li, X., Luo, J., Fang, N. X., & Lai, Y. (2020). Wide-angle broadband nonreflecting acoustic metamaterial fence. Physical Review Applied, 13(5), 054012.

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

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