Investigation of the reflection and transmission of sound through an elastic layer with inclusions using the finite element method

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

This paper describes an approach based on the finite element method for numerical modeling of the absorption properties of acoustic materials. The emphasis is on rubber-like materials with inclusions of cavities that provide resonant dissipation mechanisms. An approbation of the developed methodology and a study of the accuracy of the method by comparison with previously published results are presented. An analysis of changes in the acoustic properties of a heterogeneous material under external load conditions in a linear formulation is carried out.

作者简介

I. Usacheva

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

Email: usacheva@ipfran.ru
46, Uljanov st., 603950, Nizhny Novgorod, Russia

I. V’yushkina

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

46, Uljanov st., 603950, Nizhny Novgorod, Russia

P. Korotin

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

46, Uljanov st., 603950, Nizhny Novgorod, Russia

M. Salin

Federal Research Center “Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences named after A.V. Gaponov-Grekhov”

46, Uljanov st., 603950, Nizhny Novgorod, Russia

参考

  1. Бобровницкий Ю.И., Томилина Т.М.Поглощение звука и метаматериалы (обзор) // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 5. С. 517–525.
  2. MeyerE.,KuhlW.,OberestH.,SkudrzykE.,TammK.Soundabsorptionandsoundabsorbersinwater.Washington,D.C.:ASA, 1947.270 p.
  3. Захарьев Л.Н., Леманский А.А.К задаче дифракции на “черном” теле // Радиоэлектроника. 1969. Т. 14. № 11. С. 1930–1932.
  4. Бобровницкий Ю.И.Отрицательная масса и упругость // Акуст. журн. 2012. Т. 58. № 1. С. 36–40.
  5. Бобровницкий Ю.И.Акустический метаматериал с необычными волновыми свойствами // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 3. С. 283-293.
  6. Бобровницкий Ю.И.Модели и общие волновые свойства двумерных акустических метаматериалов и сред // Акуст. журн. 2014. Т. 60. № 2. С. 137–144.
  7. Бобровницкий Ю.И., Томилина Т.М., Лактионова М.М.Дискретная модель метаматериалов с потерями // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 1. С. 3–9.
  8. Бобровницкий Ю.И.Эффективные параметры и энергия акустических метаматериалов и сред // Акуст журн. 2014. Т. 60. № 2. С. 137–144.
  9. Hai T., Tap N.Numerical investigation of microstructure effect on acoustic properties of underwater anechoic coatings // J. Science and Technique. 2019. November.
  10. Wang G., Wen J., Han X., Zhao H.Finite difference time domain method for the study of band gap in two-dimensional phononic crystals (In Chinese) //Astra Phys., Sin. 2003. V. 52. P. 1943–1947.
  11. IvassonS.M.Sound absorption be viscoelastic coatings with periodically distributed cavities // J. Acoust. Soc. Am. 2006. V. 119 (6). P. 3558–3567.
  12. Fu X., Jin Z., Yin Y., Liu B.Sound absorption of a rib-stiffned plate covere by anechoic coatings // J. Acoust. Soc. Am. 2015. V. 137 (3). P. 1551–1556.
  13. Guan Y.-J., Xu Y.-W., Ge Y., Sun H.-X., Yuan S.-Q., Liu X.-J.Low-frequency low-reflection bidirectional sound insulation tunnel with ultrathin lossy metasurfaces // Applied Sciences. 2022. V. 12. P. 3470.
  14. Kim H., Kwom Y., Lee S., Kim J., Park D.Development of a metasilencer considering flow in HVAC systems // Applied Sciences. 2022. V. 12. P. 11322.
  15. Leonhardt U.Optical conforming mapping // Science. 2006. V. 312. № 5781. P. 1777–1780.
  16. Долин Л.С.Невидимые сферические объекты из изотропных материалов // Изв. вузов. Радиофизика. 2021.Т. 64. № 2.С. 138–152.
  17. Liu J., Guo H., Wang T.A review of acoustic metamaterials and phononic crystals // Crystals.2020.V. 10.P.305.
  18. Викторова Р.Н., Тютекин В.В.Физические основы создания звукопоглощающих материалов с использованием среды с комплексной плотностью // Акуст. журн. 1998. Т.44. №3. С. 331–336.
  19. Крынкин С.В., Тютекин В.В.Оптимизация характеристик звукопоглощающих материалов на основе резиноподобных сред с тяжелыми включениями // Акуст. журн. 2001. Т. 48. № 4. С. 523–532.
  20. Федотовский В.С. Поперечные волны в дисперсном метаматериале со сферическими включениями // Акуст. журн. 2015. Т. 61. № 3. С. 311–316.
  21. Казаков Л.И.Ячеечные модели вязкоупругой среды с твердыми сферическими включениями // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 2. С. 173–181.
  22. Шамаев А.С., Шумилов В.В.Прохождение плоской звуковой волны через слоистый композит с компонентами из упругого и вязкоупругого материалов // Акуст. журн.2015.Т.61.№1.С. 10–20.
  23. Kushwaha M., Halevi P., Martínez G., Dobrzynski L., Djafari-Rouhani B.Theory of acoustic band structure of periodic elastic composites // Phys. Rev.1994. № 49. P.2313–2322.
  24. Зинкевич О.Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.
  25. Севрюков O., Соков E., Суворов A. и др.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022663702 “САТЕС ДК”, 2022 г.
  26. Suvorov A.S., Sevriukov O.F., Sokov E.M., Salin M.B., Zaitseva S.G. and Sharagina V.A.Software for Acoustic Design // J. Applied Mathematics and Physics.2023.V. 11.P. 2515–2522.
  27. Салин М.Б., Соков Е.М., Суворов А.С.Численный метод исследования акустических характеристик сложных упругих систем на основе суперэлементов и аналитических граничных условий // Научно-технический сборник “Гидроакустика”. 2011. Вып. 14. № 2. С. 36–46.
  28. Суворов А.С., Соков Е.М., Артельный П.В.Численное моделирование излучения звука с использованием акустических контактных элементов // Акуст. журн. 2014. Т. 60.№6.С. 663–672.
  29. Salin M.B., Smirnov S.A., Suvorov A.S., Usacheva I.A., V’yushkina I.A.Integral absorbing boundary conditions optimized for modelling of acoustic radiation of elongated bodies // J. Applied Mathematics. 2022. V. 2022. Article ID 9524376. P. 1–10.
  30. ISO 10534-2:1998. Acoustics — determination of sound absorption coefficient and impedance in impedances tubes — part 2: Transfer-function method, 1998.
  31. ISO 10534-1:1996. Acoustics — determination of sound absorption coefficient and impedance in impedances tubes — part 1: Method using standing wave ratio, 1996.
  32. Акустика в задачах: учеб. пособие для физ.-мат. специальностей вузов. Под ред. Гурбатова С.Н., Руденко О.В. М.: Наука, Физмалит, 1996. 336 с.
  33. Шендеров Е.Л.Волновые задачи гидроакустики. М.: Судостроение, 1972.348 с.
  34. Бойко А.И., Глазанов В.Е., Махайлов А.В., Тютекин В.В.Экспериментальные исследования элементов акустических экранов из резины с цилиндрическими каналами // Акуст. журн.2003.Т.49.№ 1.С. 123–126.
  35. Cook R.D., Malkus D.S., Plesha M.E.Consepts and Applications of Finite Element Analysis. Wiley, 1988. 630 p.
  36. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П.Теоретические основы акустики океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. C. 243–246.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».