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Membrane- and plate-type acoustic metamaterials with elastic unit cell edges 글보기
Membrane- and plate-type acoustic metamaterials with elastic unit cell edges
대표 URL https://doi.org/10.1016/j.jsv.2019.04.018
작성자 관리자 게시일 2020.06.25 조회수 78

함부르크 응용과학대학의 Wolfgang Gleine 교수 연구팀은 MAMs(Membrane-type-acoustic metamaterials) 수치해석 과정에서 현실성을 높이기 위해 MAMs 단위체 모서리가 고정돼 있지 않고 탄성변형할 때 MAMs의 음향특성에 대한 연구를 제안했다. 먼저 MAMs는 무게와 얇은 두께에도 불구하고 저주파 대역에서 높은 소음 감쇠 성능을 갖고 있기에 최근 들어 음향 메타구조 분야에서 주목을 받고 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 MAMs 연구 과정에서 목표하는 주파수에 맞춰 설계하고 최적화하기 위해 수치해석을 진행하게 되는데 이 때 탄성막을 잡아주는 격자망 영역을 고정시키는 것이 일반적인 방식이다. 하지만 실제로는 해당 격자망은 완벽하게 고정돼 있지 않기에 이러한 현실적인 요소를 수치해석 과정에 반영하기 위한 연구를 진행하였다. 연구팀은 먼저 음파가 수직, 경사 입사할 때 격자망의 탄성변형을 반영하여 수식모델을 만들고 이를 통해 탄성막의 고유주파수와 주파수별 음향 투과손실을 계산하였다. 이러한 수식모델 결과를 격자망이 고정된 경우와 탄성변형할 경우 각각의 수치해석 결과와 비교하였다. 또한 수치해석을 통해 얻어진 고유주파수 역시 수식결과와 비교하여 격자망의 탄성변형을 수치해석 과정에 반영하는 것이 MAMs의 음향 성능에 대한 신뢰성을 높이는 방법이라 제안하였다. 소개된 연구는 MAMs 연구에서 수치해석을 통한 성능 예측의 정확도를 높이는 연구가 될 것으로 기대된다.

 

[담당 : 이재화 (jaehwalee@kimm.re.kr), 7462]

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