利用声学超界面材料实现声波单向传输的研究

基本信息
批准号:11504136
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:祁冬祥
学科分类:
依托单位:江南大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王琦,曹德伟,徐地虎,邓裕强
关键词:
声学超界面材料超薄宽带单向传输声学超材料
结项摘要

The research on the unidirectional transmission of acoustic waves is of great significance to the development of acoustic theory and acoustic devices. The current researches mainly rely on traditional acoustic metamaterials, while we intend to utilize acoustic metasurface to realize unidirectional transmission of sound waves. Compared to traditional acoustic metamaterials, acoustic metasurface has the features of ultra-thin, low-cost manufacturing and ease of integration which is more conducive to the applications. The detailed research contents are as following. Firstly, we utilize multiple layers of acoustic metasurface to realize unidirectional transmission of acoustic waves. Different layer has different functions, and the combination of multiple layers could realize unidirectional transmission of acoustic waves. Secondly, we utilize acoustic metasurface to achieve unidirectional acoustic waveguide. Asymmetric acoustic metasurface is imposed as waveguide wall, and the acoustic transmission in the waveguide can be manipulated. Thirdly, our study focus on the improvement of acoustic metasurface’s properties and tunability, especially on the broadening of working bandwidth. Through the introduction of piezoelectric material, we study the tunability of acoustic metasurface and unidirectional transmission. Through the study of the subject, we hope to achieve a relatively ideal acoustic device with unidirectional transmission, which has a wide working frequency range and a better contrast, but also has a very thin thickness and good tenability. The research may have applications in sound barrier design, medical ultrasound imaging and treatment and so on.

声波单向传输研究对于声学理论及声学器件的发展都有着重要意义。目前研究多采用传统声学超材料来实现,而我们拟研究利用声学超界面材料来实现声波单向传输。相较于传统声学超材料,声学超界面材料具有极薄、节省材料及便于集成的特点,更利于应用。本课题具体研究内容如下:研究利用多层结构声学超界面材料实现声波单向传输,不同层声学超界面材料可实现不同功能,组合后可实现声波单向传输;研究利用声学超界面材料构建单向传输的声波导,以不对称的声学超界面材料作为波导管壁,在声波导中实现声波的单向传输;研究提高声学超界面材料的工作带宽,同时通过引入压电材料来研究外场可调性,将研究结果应用于声波单向传输的研究。最终通过本课题的研究,希望可构建高性能声学单向传输器件,具有较宽的工作频谱及较好的对比度,同时具有极薄的厚度及较好的可调性,从而推动其在声屏障设计、医学超声成像及治疗等方面的应用。

项目摘要

声波单向传输研究对于声学理论的发展及声学器件的应用都有着重要意义。目前研究多采用传统声学超材料来实现,而我们拟研究利用声学超界面材料来实现声波的单向传输。相较于传统声学超材料,声学超界面材料具有极薄、节省材料及便于集成的特点,更有利于应用。本课题的具体研究内容如下:研究了基于复合亥姆霍兹共振腔结构实现了双模及多模的类似EIT现象的透声现象;研究利用多层结构声学超界面材料实现声学单向传输,不同层超界面材料实现不同功能,最终实现声波的单向传输;研究利用声学超界面材料实现单向声波导,以不对称的声学超界面材料作为波导管壁,实现在波导中对声波的调控;研究提高声学超界面材料性能及可调性,重点研究如何提高工作带宽。最终通过本课题的研究,希望可以构建一个相对理想的声学单向传输器件,具有较宽的工作频谱及较好的对比度,同时具有极薄的厚度及较好的可调性,最终推动其在声屏障设计、医学超声成像及治疗等方面的应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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