Comsol 嵌套型并联吸声超材料结构

参考文献：Zhu J , Zhu J , Qu Y ,et al.A multi-layer overlapping structure for continuous broadband acoustic wave absorption at lower-frequencies[J].Applied Acoustics, 2022, 187:108496-. DOI:1 0.1016/j. apacoust.2021.108496.

       本文研究了一种由一系列腔和颈组成的多层重叠结构的设计，用于连续宽带低频声波吸收。吸声器被设计成一个周期结构，其基本单元可以看作是亥姆霍兹谐振器。建立了基于线性化Navier-Stokes方程的有限元模型来计算吸收体的热耗散和粘滞耗散。为了验证结构的吸声特性，在阻抗管中对3D打印制作的一系列吸声器进行了测试。数值解的吸声系数与实验结果吻合较好。研究发现，在较低的频率范围内，腔体和颈部的耦合效应增强了吸声器的宽带吸声性能。提供了由于颈部能量耗散而导致的重叠结构吸收机制的物理见解。研究了吸收器的长度、宽度和半径等几何参数对结构声波吸收的影响。为了在实际应用中验证所设计的重叠结构对噪声控制的有效性，在某运载火箭的有效载荷整流罩内安装了多个吸声器。结果表明，在宽带范围内，负载整流罩的内部噪声可显著降低，最大可降低40 dB。

1. 创建几何模型： 使用COMSOL的几何建模工具创建一个包含声学结构的三维模型。 这可以通过导入CAD文件或手工创建来完成。

2. 定义材料属性：使用COMSOL的材料库或自定义材料属性，对模型中的每个材料进行定义。在这里，您需要为材料定义声学吸收系数。

3. 定义物理场：在COMSOL中，声学场是通过定义声压、声速和声强来描述的。根据需要，您可以定义不同的声学场和场源。

4. 设定求解器：选择适当的求解器来解决模型。在声学仿真中，通常使用频域求解器或时域求解器。

5. 设置边界条件：定义模型中各个表面的边界条 件。例如，您可以定义声吸收材料的吸收系数或界面的反射系数。

6. 进行仿真：通过COMSOL的求解器运行仿真，并查看结果。您可以通过调整模型参数和边界条件来优化模型，并重新运行仿真。

7. 分析结果：分析仿真结果以 了解吸 声结构的性能。您可以查看声学场分布、吸声性能和模型的频率响应等。

论文结果：

复现结果：

         

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