噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (5): 7-12.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

宽带低频水下声学超材料吸声性能研究

罗岚心1，吴绍维1，2，刘宝3，肖程诗4   

  1. ( 1. 重庆交通大学航运与船舶工程学院，重庆400074；
    2. 武汉理工大学高性能舰船技术教育部重点实验室，武汉430063；
    3. 海军工程大学电子工程学院，武汉430033；
    4. 武汉长江航道救助打捞局，武汉430014 )
  • 收稿日期:2023-11-29 修回日期:2024-04-12 出版日期:2025-10-18 发布日期:2025-10-13

Sound Absorption Performance of Broadband Low-frequency of Underwater Acoustic Metamaterials

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  • Received:2023-11-29 Revised:2024-04-12 Online:2025-10-18 Published:2025-10-13

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摘要： 基于局域共振和耦合共振效应，结合梯度折射率结构的宽带特性，提出一种内嵌半径梯度变化的弹性板散射体的局域共振型声学超材料（Locally Resonant Acoustic Metamaterials，LRAMs），可实现宽带低频水下吸声，并根据声-固耦合理论，建立考虑钢板背衬的LRAMs有限元计算模型，通过传递矩阵法进行理论验证。计算分析2 000 Hz以内LRAMs的水下低频吸声性能，研究材料结构参数的改变对吸收峰幅频特征的调控机理，最后利用稳态-频域扰动计算并分析不同静水压力对结构吸声性能的影响。结果表明：内嵌多个半径梯度变化的谐振器可在低频段有效拓宽材料的水下吸声频带，材料几何参数的变化会显著影响吸收峰的幅频特性，且该结构在静水压力作用下的吸声效果能保持一定稳定性。因此可针对目标频谱特性，通过优化材料结构参数，有效改善LRAMs低频段的吸声性能。

关键词: 声学, 弹性板散射体, 声学超材料, 宽带低频, 水下吸声