一种采用声子晶体构造的降噪绿化带制造技术

一种采用声子晶体构造的降噪绿化带，由一定数量的树木按照特殊的阵列方式栽种而成，所述阵列方式构成特定的声子晶体结构。在声子晶体结构的降噪绿化带中，散射体（1）为绿色草木，基底（2）为空气。所述特殊的阵列方式为长方形结构，由2n排树木平行依次排列，相互平行的n排树木组成一组，两组n排树木之间空一排树木的间距，形成长方形中间空腔（3）。n为2~5。所述一定数量为32~180。所述晶格系数的数量为两种、三种、四种、五种。本发明专利技术采用中间空腔设计，有效地捕获入射噪声，减少噪声外泄，从而增强了隔音、降噪能力；本发明专利技术采用草木作为散射体，保证绿化美观、净化空气、环保节能；而以空气为基底则可以保证空气的良好流通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型隔音降噪
，具体涉及采用声子晶体构造的隔音降噪绿化带设计，用于隔音降噪、绿化美观、环保节能。
技术介绍
噪声污染是当前影响人类生活质量最主要的来源之一，如何有效治理噪声污染成为目前环境保护领域的研究热点之一。当前隔音降噪技术方案采用的材料或结构主要可以分为三类：刚性材料（如公开号CN105863116A公开了一种双层方钢通隔音墙结构及其安装方法，公开号CN104805916A公开了一种建筑保温隔音墙等）、柔性材料（如公开号CN203567298U公开了一种防眩晕复合阻燃隔音布等）、多孔结构（如公开号CN105840554A公开了一种消声降噪装置等）。而在绿化带隔音降噪方面，当前的研究很少，如公告号CN205399249U公开了一种市政建设用植被降噪隔音墙，虽然提出一种绿化降噪方案，但是其构造复杂，绿化效果并不佳。声子晶体结构主要用于高效减震、隔振系统的研发、研制，比如，基于局域共振声子晶体的箱式三向隔振器，公告号CN205479069U公开了一种基于局域共振声子晶体的箱式三向隔振器；胞元特性可调节周期阵列的声子晶体减振装置，公开号CN104389935A公开了一种胞元特性可调节周期阵列的声子晶体减振装置；声子晶体减振齿轮，公告号CN204200999U公开了一种声子晶体减振齿轮；基于形状记忆合金带隙可调的声子晶体隔振器，公开号CN104141722A公开了一种基于形状记忆合金带隙可调的声子晶体隔振器。此外，声子晶体结构也被用于隔音板或隔音罩研制，比如，基于级配型局域共振声子晶体的新型隔声门，像公告号CN204754685U公开了一种基于级配型局域共振声子晶体的新型隔声门；一种广义声子晶体隔声罩，公开号CN104538019A公开了一种广义声子晶体隔声罩等。为了有效地提高绿化带的隔音降噪效果，并兼顾绿化环保要求，可以将声子晶体构造引入绿化带设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了实现高效的隔音降噪能力和绿化美观、环保节能的需求，公开一种采用声子晶体构造的降噪绿化带。实现本专利技术的技术方案如下：一种采用声子晶体构造的降噪绿化带，所述降噪绿化带由一定数量的树木按照特殊的阵列方式栽种而成，所述阵列方式构成特定的声子晶体结构；在所述声子晶体结构的降噪绿化带中，散射体为绿色树木，基底为空气。所述特殊的阵列方式为长方形结构，由2n排树木平行依次排列，相互平行的n排树木组成一组，两组n排树木之间空一排树木的间距，即两组n排平行的树木之间隔了一层长方形中间空腔，长方形中间空腔的两端各栽种一棵树木；n为2~5。同排树木间距相等，各排树木间距并不相同。这种阵列方式实际为一种二维声子晶体结构，是一种由单元晶胞周期阵列而成的结构。单元晶胞由散射体和基底介质组成，单元晶胞中心之间的距离为晶格系数。散射体为树木，基底为空气，并组合使用两种晶格系数。所述一种采用声子晶体构造的降噪绿化带，其特征在于，所述一定数量为32~180。所述长方形空间的介质为空气、纤维或泡沫塑料。所述晶格系数的数量为两种、三种、四种、五种。绿色树木本身具有绿化美观及净化空气的效用，而以空气为基底则可以保证空气的良好流通。声子晶体的晶格类型为二维正方形，晶格取向为ГM，即沿着正方晶格对角线方向。因为声子晶体内部存在的布拉格散射效应导致其在某些频率带（禁带）禁止声波传播，而禁带中心频率对应的波长为晶格系数的一半，所以采用不同的晶格系数（此处采用两种晶格系数）来有效地扩展声子晶体结构除噪的频率带宽。此外，由于晶格系数反比于折射率，即晶格系数越大，折射率越小；因此，声子晶体由外至内采用依次减小的晶格系数，形成双曲渐变的声学阻抗和折射率，从而减少入射声波的反射，有效地增强声子晶体绿化带的噪声吸收能力。通过去除声子晶体中间的散射体形成独特的中间空腔结构（去除一排树的空间），可以将噪声有效地局限在其内并消耗掉，以减少噪声泄露出声子晶体，增强降噪效果。当噪声入射到声子晶体绿化带与外部交界面时，因渐变折射率设计，噪声几乎无反射地进入声子晶体绿化带。一部分噪声在布拉格散射原理作用下相互抵消，另一部分则进入中间空腔。由于空腔壁的折射率过大，因此空腔处噪声绝大部分被限制在其内，并转化为热能而耗散，从而形成优越的降噪能力。本专利技术的有益效果在于，本专利技术采用不同的晶格系数，设计双曲渐变的入射折射率，可以实现噪声的高效入射，减少界面反射，从而增强噪声的吸收能力。与单一晶格系数及无渐变入射折射率设计相比，提出的声子晶体结构具有更强和更宽频带的噪声吸收能力。本专利技术采用中间空腔设计，有效地捕获入射噪声，减少噪声外泄，从而增强了隔音、降噪能力；本专利技术采用草木作为散射体，保证绿化美观、净化空气、环保节能；而以空气为基底则可以保证空气的良好流通。本专利技术可以应用于高效隔音降噪、绿化美观、环保节能。附图说明图1是本专利技术结构三维示意图；图2是本专利技术结构二维俯视图；图3是本专利技术单元晶胞示意图；图中：1是散射体；2是基底；3是中间空腔。具体实施方式本专利技术的具体实施方式如图1所示，本实施例采用声子晶体构造的降噪绿化带由特殊阵列排布的多个散射体1和中间空腔2构成。其中散射体1可以选用各类草木；中间空腔内的介质一般选用空气，也可以选用塑料泡沫之类的材料。实施例1：本实施例声子晶体构造的隔音降噪绿化带由若干个单元组成，一个单元由32棵树木构成，其晶格系数的数量为两种，按照以下阵列方式栽种；五排成长方形排列，宽度方向的中间一排仅在两端各种一棵，其余留有空腔，宽度方向从空腔外两边各两排，每排依次为8棵和7棵，每排相邻树木间距不相等，外排树木间距稍大。单元数根据绿化带的长度确定。实施例2：本实施例声子晶体构造的隔音降噪绿化带由若干个单元组成，一个单元由86棵树木构成，其晶格系数的数量为三种，按照以下阵列方式栽种；七排成长方形排列，宽度方向的中间一排仅在两端各种一棵，其余留有空腔，宽度方向从空腔外两边各三排，每排由外至内依次为15棵、14棵和13棵。单元数根据绿化带的长度确定。实施例3：本实施例声子晶体构造的隔音降噪绿化带由若干个单元组成，一个单元由118棵树木构成，其晶格系数的数量为四种，按照以下阵列方式栽种；九排成长方形排列，宽度方向的中间一排仅在两端各种一棵，其余留有空腔，宽度方向从空腔外两边各四排，每排由外至内依次为16棵、15棵、14棵和13棵。单元数根据绿化带的长度确定。实施例4本实施例声子晶体构造的隔音降噪绿化带由若干个单元组成，一个单元由162棵树木构成，其晶格系数的数量为五种，按照以下阵列方式栽种；十一排成长方形排列，宽度方向的中间一排仅在两端各种一棵，其余留有空腔，宽度方向从空腔外两边各五排，每排由外至内依次为20棵、18棵、16棵、14棵和12棵。单元数根据绿化带的长度确定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用声子晶体构造的降噪绿化带，其特征在于，所述降噪绿化带由一定数量的树木按照特殊的阵列方式栽种而成，所述阵列方式构成特定的声子晶体结构；在所述声子晶体结构的降噪绿化带中，散射体为绿色草木，基底为空气，散射体中心间距为晶格系数。

【技术特征摘要】
1.一种采用声子晶体构造的降噪绿化带，其特征在于，所述降噪绿化带由一定数量的树木按照特殊的阵列方式栽种而成，所述阵列方式构成特定的声子晶体结构；在所述声子晶体结构的降噪绿化带中，散射体为绿色草木，基底为空气，散射体中心间距为晶格系数。2.根据权利要求1所述一种采用声子晶体构造的降噪绿化带，其特征在于，所述特殊的阵列方式为长方形结构，由2n排树木平行依次排列，相互平行的n排树木组成一组，两组n排树木之间空一排树木的间距，即两组n排平行的树木之间隔了一层长方形中间空腔，长方形中间空腔的两端各栽种一棵树木；n为2~5。3.根据权利要求1所述一种采用声子...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爱超，朱亮，李敏，吴宇，刘见，李东江，靳绍平，张春强，
申请(专利权)人：国网江西省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江西;36