Matlab 基于声学超表面的深亚波长厚度完美吸收体
传统吸声器的结构厚度与工作波长相当，这在低频范围的实际应用中造成了很大的障碍。我们提出了一种基于超表面的完美吸收器，能够在极低频区域实现声波的全吸收。该超表面具有深亚波长厚度，特征尺寸为k=223，由穿孔板和卷曲共面气室组成。利用全耦合声学模拟、热力学方程和理论阻抗分析揭示了其基本物理特性和声学性能，结果显示出良好的一致性。由于所提出的结构的极薄厚度，易于制造和高效率，我们的实现将对应用数量产生很大的影响。
-
模型构建
-
边界条件
论文结果
复现结果
我们可以得到有效长度为6.35a。将leff代入式(4)，将l代入式(4)，根据式(5)可以得到基于阻抗分析技术的吸收谱。我们发现，由直径为d=3.5 mm的阻抗分析得到的吸收系数与孔径为d=3.3 mm的模拟吸收系数具有很好的一致性。同样直径为d=3.5 mm的吸收系数也在图中插入图。2(a)吸收峰略有偏移。孔径和吸收峰的微小差异令人信服地是由于在模拟中考虑了热传导方程，而在阻抗分析中为了简化特殊声阻抗的推导而忽略了热传导方程。为了揭示所呈现的超表面的总吸收的潜在物理特性，图2(b)显示了穿孔孔和盘绕共面气室的归一化声学特殊阻抗。在125.8 Hz时，ys = yh + yc曲线穿过0，表明存在谐振状态。实际上，线圈共面气室的功能是提供一个额外的电抗yc，以补偿孔提供的声电抗yh，这是实现完美吸收的必要前提。在相同频率下，由于穿孔孔内的粘性效应，x值达到1，反映了超表面与空气的阻抗匹配。同时满足这两个条件，从式(5)中可以令人信服地得出结论，我们提出的超表面可以实现125.8 Hz的总吸收。入射声能在谐振状态下完全耗散在穿孔孔内。由于散射波和耗散之间的最佳平衡，实现了全吸收。