通风超材料单胞结构及通风声屏障制造技术

本申请公开一种通风超材料单胞结构及通风声屏障，该通风超材料单胞结构为亚波长空心结构，包括外壳、内壳和隔声模组，其中，外壳限定出第一通道；内壳设置在第一通道内，内壳限定出第二通道，第二通道的入口邻近第一通道的入口，第二通道的出口邻近第一通道的出口；隔声模组连接外壳的的内壁与内壳的外壁，隔声模组在外壳与内壳之间构造出第三通道，第三通道的入口靠近第一通道的入口，第三通道的出口靠近第一通道的出口，第三通道的传声路径长于第二通道的传声路径。本申请基于类法诺干涉效应，实现了允许气流、光照通过的同时屏蔽外界噪声的效果。噪声的效果。噪声的效果。

Ventilated metamaterial cell structure and ventilated sound barrier

【技术实现步骤摘要】
通风超材料单胞结构及通风声屏障


[0001]本申请涉及噪声治理设备
，尤其涉及一种通风超材料单胞结构及通风声屏障。

技术介绍

[0002]日常生活中人们经常遇到打开窗户特别吵闹，关闭窗户特别闷热的问题。由于通风、透光与隔声性能的矛盾，微型化自由流动结构的高效宽带隔声性能一直是声学工程应用中的难题。传统的吸声器可以充分衰减声波，但由于声波可以在任何小孔之间传播，若想隔绝声音，需要封闭的厚重的墙体才能隔绝大部分的声波，但势必阻碍流体流动。
[0003]尽管近年来已经发现了不同类型的具有适当降噪和通风、光照性能的通风超材料吸收体，但其存在开放面积比小、隔声效率不高的缺陷。声学超材料吸声器在通风与吸收性能之间难以找到一个较好的平衡点，限制了其在通风环境中的应用。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种通风超材料单胞结构及通风声屏障，能够兼顾空气的高效流通与声音隔绝。本申请的技术方案如下：
[0005]本申请的第一方面，提供了一种通风超材料单胞结构，所述通风超材料单胞结构为亚波长空心结构，包括:
[0006]外壳，限定出第一通道；
[0007]内壳，设置在所述第一通道内，所述内壳限定出第二通道，所述第二通道的中心线与所述第二通道的中心线重合，所述第二通道的入口与所述第一通道的入口平齐，所述第二通道的出口与所述第一通道的出口平齐；
[0008]隔声模组，连接所述外壳的内壁与所述内壳的外壁，所述隔声模组在所述外壳与所述内壳之间构造出第三通道，所述第三通道的入口靠近所述第一通道的入口，所述第三通道的出口靠近所述第一通道的出口，所述第三通道的传声路径长于所述第二通道的传声路径。
[0009]在一种可选的实现方式中，所述隔声模组包括第一隔板、第二隔板和至少一块中间隔板，所述第一隔板具有导入口，所述第二隔板具有导出口；所述第一隔板设置在所述第一通道的入口处，所述第二隔板设置在所述第一通道的出口处，所述至少一块中间隔板处于所述第一隔板与所述第二隔板之间，并沿所述内壳的外壁间隔排列；
[0010]所述第一隔板的导入口为所述第三通道的入口，所述第二隔板的导出口为所述第三通道的出口。
[0011]在一种可选的实现方式中，所述第一隔板、所述至少一块中间隔板和所述第二隔板依次相连，构成螺旋形隔板。
[0012]在一种可选的实现方式中，所述第一隔板、所述第二隔板和所述中间隔板均设有缺口，所述第一隔板及所述第二隔板的缺口均与相邻的中间隔板的缺口相互错开，并且，相
邻两个中间隔板上的缺口相互错开；所述第一隔板的缺口为所述导入口，所述第二隔板的缺口为所述导出口。
[0013]在一种可选的实现方式中，所述第一隔板、所述第二隔板和所述中间隔板均设有至少一个通孔，所述第一隔板及所述第二隔板的通孔均与相邻的中间隔板的通孔相互错开，并且，相邻两个中间隔板上的通孔相互错开；
[0014]所述第一隔板的通孔为所述导入口，所述第二隔板的通孔为所述导出口。
[0015]在一种可选的实现方式中，所述内壳与所述外壳同心。
[0016]在一种可选的实现方式中，所述内壳的形状为圆形、方形、五边形、六边形、八边形、扇形或心形；所述外壳的形状为方形、五边形、六边形、八边形、扇形、圆形或心形。
[0017]本申请的第二方面，提供了一种应用上述第一方面所述的通风超材料单胞结构的通风声屏障，包括多个通风超材料单胞结构，多个所述通风超材料单胞结构拼接构成隔声面板，其中，各通风超材料单胞结构的消声频率相同或者不同。
[0018]在一种可选的实现方式中，多个所述通风超材料单胞结构的外壳相互拼接或者通过连接件相互连接。
[0019]在一种可选的实现方式中，还包括可移动的框架，所述隔声面板设置在所述框架内。
[0020]本申请提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0021]本申请提供的通风超材料单胞结构为亚波长空心结构，其内壳具有第一通道，隔声模组在内壳与外壳之间构造出第三通道，气流可以无阻碍的穿过第一通道，实现良好的通风效果，与此同时，由于该亚波长结构下第三通道的传声路径比第一通道的传声路径更长，通过第一通道的声波与通过第三通道的声波存在相位差，进而在特定频率范围内产生相消干涉，降低声波能量，实现降噪效果。
[0022]本申请提供的通风超材料单胞结构不仅具有通风、透光和抑制噪声的优势，还具有结构简单、体积轻巧、易于拼接组装的特点，可以应用于室内、建筑墙体及工业隔声罩结构中。还可以根据需要抑制的声音频段，调整通风超材料单胞结构的尺寸，提升对特定频率声音的抑制效果。
[0023]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0024]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
[0025]图1是根据一示例性实施例示出的一种通风超材料单胞结构的正视图；
[0026]图2是根据一示例性实施例示出的一种通风超材料单胞结构的立体图；
[0027]图3是根据一示例性实施例示出的一种通风超材料单胞结构的正视图；
[0028]图4是图1示出的一种通风超材料单胞结构的Comsol仿真结果；
[0029]图5是图1示出的不同螺距的通风隔声单元的Comsol仿真结果对比图；
[0030]图6是根据一示例性实施例示出的一种通风超材料单胞结构的立体图；
[0031]图7是根据一示例性实施例示出的隔声模组与内壳组装的结构示意图；
[0032]图8是图6示出的一种通风超材料单胞结构的Comsol仿真结果；
[0033]图9是图6示出的不同孔径的通风超材料单胞结构的Comsol仿真结果对比图；
[0034]图10是根据一示例性实施例示出的一种通风超材料单胞结构的立体图；
[0035]图11是根据一示例性实施例示出的隔声模组与内壳组装的结构示意图；
[0036]图12是根据一示例性实施例示出的一种通风超材料单胞结构的正视图；
[0037]图13是图10示出的一种通风超材料单胞结构的Comsol仿真结果；
[0038]图14是图10示出的不同燕尾开口的通风超材料单胞结构的Comsol仿真结果对比图；
[0039]图15是根据一示例性实施例示出的一种隔声面板的结构示意图；
[0040]图16是根据一示例性实施例示出的一种隔声面板的结构示意图；
[0041]图17是根据一示例性实施例示出的一种通风声屏障的结构示意图。
[0042]图中：100
‑
通风超材料单胞结构，110
‑
外壳，120
‑
内壳，121
‑
第二通道，130
‑ꢀ
隔声模组，131
‑
第一隔板，132
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通风超材料单胞结构，其特征在于，所述通风超材料单胞结构为亚波长空心结构，包括：外壳，限定出第一通道；内壳，设置在所述第一通道内，所述内壳限定出第二通道，所述第二通道的中心线与所述第一通道的中心线重合，所述第二通道的入口与所述第一通道的入口平齐，所述第二通道的出口与所述第一通道的出口平齐；隔声模组，连接所述外壳的内壁与所述内壳的外壁，所述隔声模组在所述外壳与所述内壳之间构造出第三通道，所述第三通道的入口靠近所述第一通道的入口，所述第三通道的出口靠近所述第一通道的出口，所述第三通道的传声路径长于所述第二通道的传声路径；所述隔声模组包括第一隔板、第二隔板和至少一块中间隔板，所述第一隔板具有导入口，所述第二隔板具有导出口；所述第一隔板设置在所述第一通道的入口处，所述第二隔板设置在所述第一通道的出口处，所述至少一块中间隔板处于所述第一隔板与所述第二隔板之间，并沿所述内壳的外壁间隔排列；所述第一隔板的导入口为所述第三通道的入口，所述第二隔板的导出口为所述第三通道的出口；所述第一隔板、所述第二隔板和所述中间隔板均设有缺口，所述第一隔板及所述第二隔板的缺口均与相邻的中间隔板的缺口相互错开，并且，相邻两个中间隔板上的缺口相互错开；或者，所述第一隔板、所述第二隔板和所述中间隔板均设有至少一个通孔，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙虎，陈建栋，黄唯纯，颜学俊，钱斯文，卢明辉，
申请(专利权)人：南京光声超构材料研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：