[發明專利]一種非對稱聲傳播三角形超結構

在審

• 申請號: 201810328533.0
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108443631A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 夏百戰;焦俊瑞;于德介;代洪慶
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種非對稱聲傳播三角形超結構，包括一個偏置的正三棱柱1，二十一個正三角形共振腔(2?22)排列在正三棱柱1外圍，一個正三角形空腔23將二十一個正三角形共振腔(2?22)包圍，正三角形空腔23的三邊分別接有矩形波導24、25和26。每一個正三角形共振腔內部為六個相同的直角三角形亥姆霍茲共振腔(27?32)。本發明的非對稱聲傳播三角形超結構，當正三棱柱偏置時，該結構會使原帶隙分成兩個新帶隙，并在其中間產生一個新的通帶。非對稱聲傳播三角形超結構模態分布顯示正三棱柱偏置方向的兩個矩形波導是互相連通的。非對稱聲傳播三角形超結構可通過調節中心正三棱柱的偏置改變聲傳播的方向和傳遞效率。

技術領域

本發明涉及聲學亥姆霍茲共振、聲傳播控制技術、聲散射塊偏置結構和聲學超結構，尤其涉及一種非對稱聲傳播三角形超結構。

背景技術

管路系統中聲波控制是目前管道聲學的所面臨的重要挑戰。管道本身并不產生噪聲，而是由所連接的通風機、鼓風機、壓縮機、水泵、油泵及汽輪機等設備所產生的噪聲，通過管道中的介質和管道本身傳遞。此外，流體在管道中由于湍流而產生流動噪聲，流動噪聲將隨流動速度增大而增大。對管道聲波進行控制，能有效的阻斷噪聲的傳播，降低管道噪聲對周邊環境的影響。另外，對管道噪聲的傳播路徑進行控制，使得聲波按照預先設定的路徑傳播，到達預的區域，能極大拓展現有聲傳播控制技術。目前通過旋轉空氣能有效地實現管道聲波沿任意路徑傳播，但因其穩定性及內在噪聲，嚴重影響其聲波控制的魯棒性和可靠性，難以實現其工程應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種非對稱聲傳播三角形超結構，在管道內控制聲音傳播，實現聲音的定向定點傳播。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種非對稱聲傳播三角形超結構。非對稱聲傳播三角形超結構：包括一個偏置的正三棱柱，二十一個正三角形共振腔，一個三條邊分別接有三個矩形波導的正三角形空腔。每一個正三角形共振腔由六個相同的直角三角形亥姆霍茲共振腔構成。亥姆霍茲共振腔的細管與正三角形空腔連通。

作為本發明的非對稱聲傳播三角形超結構的改進：非對稱聲傳播三角形超結構采用正三角形空腔。

作為本發明的非對稱聲傳播三角形超結構的進一步改進：正三角形空腔的三條邊分別接有一矩形波導。

作為本發明的非對稱聲傳播三角形超結構的進一步改進：正三角形空腔的內部有偏置正三棱柱。

作為本發明的非對稱聲傳播三角形超結構的進一步改進：偏置的正三棱柱的外圍為二十一個正三角形共振腔。

作為本發明的非對稱聲傳播三角形超結構的進一步改進：正三角形共振腔由六個相同的直角三角形亥姆霍茲共振腔組成。

本發明與背景技術相比，具有益的效果是：

該非對稱聲傳播三角形超結構可采用剛度較大的材料(如鋼鐵和鋁合金等)加工而成，生產成本較低。本發明的非對稱聲傳播三角形超結構使得聲波在正三角形聲腔內可通過正三棱柱偏置而擠壓的空間。本發明的非對稱聲傳播三角形超結構使得聲波可在正三棱柱偏置方向的兩個矩形波導間傳播。本發明的非對稱聲傳播三角形超結構可組裝成二維聲傳播網絡，并通過調節非對稱聲傳播三角形超結構內部正三棱柱的偏置方向，控制聲傳播方向，實現聲音沿任意路徑傳播。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發明的一種非對稱聲傳播三角形超結構；

圖2是本發明的一種非對稱聲傳播三角形超結構Bravais正方形點陣的正格子和倒格子圖；

圖3是本發明的一種非對稱聲傳播三角形超結構的能帶結構；

圖4是本發明的一種非對稱聲傳播三角形超結構的聲壓模態圖；