JP2020112785A - ブロードバンドスパース吸音器 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、概して、音響メタマテリアルに関し、更に詳しくは、周辺流体に対する浸透性を有する吸音メタマテリアルに関する。
本開示において提供されている背景説明は、本開示の文脈を一般的に提示することを目的としている。この背景技術の節において記述されうる範囲の本発明者らの研究、のみならず、特許出願の時点において従来技術としてその他の点において見なされえない説明の態様は、明示的にも、或いは、黙示的にも、本技術にとっての従来技術として承認されるものではない。
本節は、本開示の一般的な概要を提供するものであり、その完全な範囲又はすべてのその特徴の広範な開示ではない。
本教示については、詳細な説明及び以下の添付の図面から、更に十分に理解することができよう。
本技術は、非対称で一方向のノイズ減衰構造と、この構造から構築される様々な装置と、を提供している。構造は、スパースな周期的な構造であって、隣接するユニットセルの間において開放空間を有し、それにより、流体が構造を通じて自由に流れるのを許容する、構造を有する。構造の固有の設計は、望ましい周波数範囲に対してチューニング可能な、非常にブロードバンドの吸音を自身が有することを可能にしている。
f=(c/2π)√(A/VL) 式1
ここで、fは、ヘルムホルツ共振器の共振周波数であり、cは、周辺流体中における音速であり、Aは、ネックの断面積であり、Vは、チャンバの容積であり、Lは、ネックの長さである。
Claims (20)
- 横方向に離間された、2面のヘルムホルツ共振器の周期的アレイを含むブロードバンドスパース吸音器であって、前記周期的アレイは、
横方向中間点間距離Pだけ離間された複数のユニットセルを含み、各ユニットセルは最大横方向寸法Wを有し、PはWよりも大きく、各ユニットセルは、
第1のヘルムホルツ共振器であって、
第1のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第1の境界壁によって境界設定された第1のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第1の境界壁の第1の側部に開口を形成する長手方向ネックであって、前記第1のチャンバ部分を周辺環境と流体連通状態にする長手方向ネックと、
を有する第1のヘルムホルツ共振器と、
第2のヘルムホルツ共振器であって、
前記第1のチャンバ容積に等しい第2のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第2の境界壁によって境界設定された第2のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第2の境界壁の第2の側部に開口を形成する横方向ネックであって、前記第2の側部は前記第1の側部に対して実質的に垂直であり、前記第2のチャンバ部分を前記周辺環境と流体連通状態にする横方向ネックと、
を有する第2のヘルムホルツ共振器と、
を含む、ブロードバンドスパース吸音器。 - 各ユニットセルの前記長手方向ネックを覆う吸音媒体を含む、請求項1に記載のブロードバンドスパース吸音器。
- 各ユニットセルの前記長手方向ネックを覆うとともに前記長手方向ネック及び前記第1のチャンバ部分の一部分を連続的に充填する吸音媒体を含む、請求項1に記載のブロードバンドスパース吸音器。
- 前記吸音媒体は、メラミン又はポリウレタン発泡体を含む、請求項3に記載のブロードバンドスパース吸音器。
- 前記Wは、0.25P以下である、請求項1に記載のブロードバンドスパース吸音器。
- 前記Pは、前記吸音器の共振波長の約4分の1から2分の1の範囲内である、請求項1に記載のブロードバンドスパース吸音器。
- 前記ユニットセルの周期的アレイは、2次元アレイを含む、請求項1に記載のブロードバンドスパース吸音器。
- 前記2次元アレイは、第1及び第2の次元において等しい横方向中間点間距離Pだけ離間された複数のユニットセルを含み、
各ユニットセルは、2つの次元のそれぞれにおいて等しい最大横方向寸法Wを有する、
請求項7に記載のブロードバンドスパース吸音器。 - 横方向に離間された、2面のヘルムホルツ共振器の周期的アレイを含む、層状ブロードバンドスパース吸音器であって、前記周期的アレイは、
横方向中間点間距離Pだけ離間された第1の複数のユニットセルであって、各ユニットセルは最大横方向寸法Wを有し、PはWよりも大きく、各ユニットセルは、
第1のヘルムホルツ共振器であって、
第1のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第1の境界壁によって境界設定された第1のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第1の境界壁の第1の側部に開口を形成する第1の長手方向ネックであって、前記第1のチャンバ部分を周辺環境と流体連通状態にする第1の長手方向ネックと、
を有する第1のヘルムホルツ共振器と、
第2のヘルムホルツ共振器であって、
前記第1のチャンバ容積に等しい第2のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第2の境界壁によって境界設定された第2のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第2の境界壁の第2の側部に開口を形成する第1の横方向ネックであって、前記第2の側部は前記第1の側部に対して実質的に垂直であり、前記第2のチャンバ部分を前記周辺環境と流体連通状態にする第1の横方向ネックと、
を有する第2のヘルムホルツ共振器と、
を含む第1の複数のユニットセルと、
前記第1の複数のユニットセルに対し層化されるとともに前記横方向中間点間距離Pだけ離間された第2の複数のユニットセルであって、各ユニットセルは前記最大横方向寸法Wを有し、前記第2の複数のユニットセルの各ユニットセルは、
第3のヘルムホルツ共振器であって、
第3のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第1の境界壁によって境界設定された第3のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第3の境界壁の第3の側部に開口を形成する第3の長手方向ネックであって、前記第3のチャンバ部分を周辺環境と流体連通状態にする第2の長手方向ネックと、
を有する第3のヘルムホルツ共振器と、
第4のヘルムホルツ共振器であって、
前記第3のチャンバ容積に等しい第4のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第4の境界壁によって境界設定された第4のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第4の境界壁の第4の側部に開口を形成する第2の横方向ネックであって、前記第4の側部は前記第3の側部に対して実質的に垂直であり、前記第4のチャンバ部分を前記周辺環境と流体連通状態にする第2の横方向ネックと、
を有する第4のヘルムホルツ共振器と、
を含む第2の複数のユニットセルと、
を含む、層状ブロードバンドスパース吸音器。 - 前記第1及び第3のチャンバ容積が互いに異なっている、請求項9に記載の層状ブロードバンドスパース吸音器。
- 前記第1及び第2の複数のユニットセルにおける各ユニットセルの前記第1及び第2の長手方向ネックを覆う吸音媒体を含む、請求項9に記載の層状ブロードバンドスパース吸音器。
- 前記第1及び第2の複数のユニットセルにおける各ユニットセルの前記第1及び第2の長手方向ネックを覆うとともに前記第1及び第2の長手方向ネック及び前記第1及び第3のチャンバ部分の一部分を連続的に充填する吸音媒体を含む、請求項9に記載の層状ブロードバンドスパース吸音器。
- 前記吸音媒体は、メラミン又はポリウレタン発泡体を含む、請求項12に記載の層状ブロードバンドスパース吸音器。
- 前記第1の長手方向ネック及び前記第1の横方向ネックは、第1の長手方向距離だけ分離されており、前記第2の長手方向ネック及び前記第2の横方向ネックは、前記第1の長手方向距離とは異なる第2の長手方向距離だけ分離されている、請求項9に記載の層状ブロードバンドスパース吸音器。
- サウンド抑制システムであって、
サウンド放出装置と、
前記サウンド放出装置を少なくとも部分的に取り囲む1つ又は複数のブロードバンドスパース吸音器であって、前記1つ又は複数のブロードバンドスパース吸音器のそれぞれは、
横方向中間点間距離Pだけ離間された複数のユニットセルを含み、各ユニットセルは最大横方向寸法Wを有し、PはWよりも大きく、各ユニットセルは、
第1のヘルムホルツ共振器であって、
第1のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第1の境界壁によって境界設定された第1のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第1の境界壁の第1の側部に開口を形成する長手方向ネックであって、前記第1のチャンバ部分を周辺環境と流体連通状態にする長手方向ネックと、
を有する第1のヘルムホルツ共振器と、
第2のヘルムホルツ共振器であって、
前記第1のチャンバ容積に等しい第2のチャンバ容積を画定する少なくとも1つの第2の境界壁によって境界設定された第2のチャンバ部分と、
前記少なくとも1つの第2の境界壁の第2の側部に開口を形成する横方向ネックであって、前記第2の側部は前記第1の側部に対して実質的に垂直であり、前記第2のチャンバ部分を前記周辺環境と流体連通状態にする横方向ネックと、
を有する第2のヘルムホルツ共振器と、
を含む、システム。 - 前記サウンド放出装置は、内燃機関を含む、請求項15に記載のシステム。
- 各ユニットセルの前記長手方向ネックを覆う吸音媒体を含む、請求項15に記載のシステム。
- 各ユニットセルの前記長手方向ネックを覆うとともに前記長手方向ネック及び前記第1のチャンバ部分の一部分を連続的に充填する吸音媒体を含む、請求項15に記載のシステム。
- 前記吸音媒体は、メラミン又はポリウレタン発泡体を含む、請求項18に記載のシステム。
- 前記1つ又は複数のブロードバンドスパース吸音器内の1つ又は複数の間隙を通過して前記サウンド放出装置から熱を吸収するように構成された冷媒を含む、請求項15に記載のシステム。
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