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Conclusione di Crystals Sonic

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Benvenuti all'ultima lezione della serie su Acoustic Materials and Metamaterials. Così, in questo corso completo abbiamo coperto molti argomenti a partire dall'introduzione ai concetti in acustica, altri concetti avanzati nell'acustica e poi procedendo con discussione sui materiali acustici tradizionali come gli ammortizzatori del suono poroso, le barriere, le recinzioni, i risonatori Helmholtz, gli ammortizzatori di micro perforati e così via infine abbiamo iniziato con la discussione sui nuovi materiali ingegnerizzati chiamati come metamateriali, ormai utilizzati per scopi acustici.
E abbiamo studiato due metamateriali particolari; uno era il metamateriale acustico di tipo a membrana e il secondo sono stati i cristalli sonori e quest' ultima settimana abbiamo discusso dei cristalli sonori. Così, in quest' ultima e concluda lezione di questo corso, discuterò qualche cosa in più sul cristallo sonico.
(Riferimento Slide Time: 01.27)

Così, in particolare, inizierò a discutere dei vari fattori che stanno influenzando il gap di banda dei cristalli sonori. Così, come fanno i vari fattori che influenzano il gap di banda, allora discuteremo qualche concetto chiamato fasce di difetti e poi solo discussione, una breve discussione su quali sono le applicazioni dei cristalli sonori e poi vi darò solo qualche consiglio e linee guida sulla selezione dei materiali e concludo le mie lezioni con un voto di ringraziamento.
Quindi, quali sono i fattori che influenzano il gap di banda del cristallo sonico? Così, lundi lontano abbiamo studiato come funziona un cristallo sonico, utilizza due tipi diversi di un principio. Primo è il principio del teorema di Bloch, dove viene generata un'onda periodica all'interno di una struttura periodica e della periodicità.
La periodicità spaziale o la λ dell'onda è la stessa della costante reticolare di quella struttura periodica o della lunghezza della periodicità. Quindi, in quel caso cosa succede quando vengono generate tali onde periodiche? Tutte queste onde sono sempre quantizzate e c'è un divario di frequenza tra un'onda; una modalità a un'altra modalità.
Quindi, sempre le onde sono quantizzate e non continue ed è per questo che a volte capita che quando stiamo misurando questa propagazione d'onda attraverso la zona di Brillouin irriducibile e cercando di vedere come si propaga l'onda e, perché tutte le frequenze sono discreta per ogni modalità, poi a determinate frequenze o fasce non otterremo alcuna propagazione d'onda in tutto il cristallo o in tutta la zona di Brillouin.
Così, quelli sono chiamati come i gap di banda e l'altro principio era a volte una risonanza locale viene creata e durante quel periodo di solito, è l', l'altro principio è simile al principio di un tipico metamateriale acustico. Così, a determinate frequenze l'efficace modulistica sfusa dello scettro sonoro, raggiunge un valore negativo e a quel punto all'improvviso quando B diventa negativo poi il vettore k diventa immaginario, quindi, non si svolge alcuna propagazione di onde spaziali.

(Riferimento Slide Time: 03.37)

Quindi, ora quali sono i fattori che influenzano i gap di banda? Quindi, se variano le dimensioni e la geometria della cella unitaria primitiva dei cristalli sonori, allora la gamma di frequenza su cui il modulo e la densità di massa efficace diventano negativi può essere ottimizzata.
Così, man mano che si continua a modificare le dimensioni della cella unitaria, la geometria della cella unitaria e così via, è possibile continuare a modificare le bande di frequenza su cui non si sta ottenendo alcuna propagazione dell'onda sonora.
Quindi, questo è proprio come un metamateriale acustico di tipo membrana, otteniamo l'ennesimo metamateriale acustico sintonizzabile. Quindi, il controllo del rumore può essere sintonizzato cambiando questi fattori, all'interno del materiale. Allo stesso modo, lo stesso fattore che è la dimensione nella geometria della cella unitaria primitiva insieme a quello che è la disposizione come, qual è il tipo di sistema reticolare. Determineranno quella che sarà l'onda di blocco che si forma e da qui, quali saranno i gap di banda generati.
Così, ora possiamo elencare i singoli fattori che, i singoli fattori che determinano come cambia la forma e le dimensioni della cella unitaria e del sistema reticolare. Allora, quali sono questi fattori?

(Riferimento Slide Time: 04.53)

Queste sono le dimensioni degli scatter sonori. Quindi, questo può anche essere la variabile d lasciateci dire, è lo spessore, lo spessore dello scatter sonoro o se si tratta di uno scatter sferico, quindi, diciamo se è un, è un cilindro. Quindi, la sezione trasversale, se si tratta di un cristallo sonico da 2 D e la sezione trasversale è cilindro ed è cilindro in natura nella sezione trasversale sarà circolare. Allo stesso modo se hai in una dimensione di 3 hai uno scatter sonoro sferico, quindi in quel caso il diametro; così, questo è il simbolo o semplicemente lo scrivi così. Quindi, si può o si può dire qual è lo spessore o in altre parole qual è il diametro dello scatter che stiamo utilizzando. Quindi, quella sarà la prima variabile. Poi qual è la geometria dello scatter che significa in modo efficace nella direzione della periodicità o nella direzione della periodicità, qual è la sezione trasversale come, qual è la sezione trasversale dello scatter, è circolare in natura, è essa rettangolare, è triangolare, e così via.
Poi dipende anche dalla costante del reticolo. Quindi, sappiamo che spessore delle sonde, il diametro dello scatter sonico è una variabile, poi abbiamo la costante reticolare che determina la spaziatura tra gli scatter. Quindi, è la distanza tra due centri adiacenti dello scatter sonoro. Quindi, in modo efficace qual è la spaziatura tra lo scatter sonoro e poi la frazione di riempimento? Ora se; ovviamente, se un, se il diametro e la costante del reticolo stanno cambiando.

Quindi, se il diametro è lasciarci dire denotati da una variabile d e il reticolo costante dalla variabile a, tipicamente allora se un e d cambiano allora ovviamente, la frazione di riempimento cambierà o se il raggio e il raggio che si r e il reticolo costanti un cambiamento poi ovviamente, la frazione di riempimento cambierà.
Quindi, in quel caso il parametro più importante è questa frazione di riempimento e questi due sono in realtà questo e questo loro insieme determinano quale sarà la frazione di riempimento come.
Quindi, cambia perché la frazione di riempimento cambia. Analogamente, cambia anche a seconda del tipo di disposizione che si usa, sia che si usi un imballaggio quadrato, o l'imballaggio esagonale e così via e poi dipende anche; quindi, un nuovo fattore è che dipende anche dalla presenza e dalla distribuzione dei difetti all'interno del sistema reticolare.
Allora, cosa si intende per difetto qui? Così, qui in questo corso il difetto significa che diciamo di avere questo particolare sistema reticolare, questo è il punto reticolare e questo è il reticolo reticolato e così via. Quindi, è una schiera infinita come questa lasciateci dire e ad ogni punto reticolo abbiamo una dispersione posizionata, ma diciamo che una delle chiacchiere non è stata posta a uno dei punti reticolari, allora questo può essere chiamato come un difetto di punto.
Allora, qui cosa hai? Significa che manca uno scatter dalla disposizione del reticolo.
Quindi, diciamo se uno di così, può anche farlo, il gap di banda dipenderà anche da questo scettro mancante. Quindi, se qualcuno di questo scatter viene rimosso dalla disposizione del reticolo, allora come sarà efficace il gap di banda? Ne studieremo nelle slide consecutive. Ecco, questi sono i singoli fattori.

(Riferimento Slide Time: 09.07)

Quindi, diciamo che vado a discutere di una carta che è stata di Wu. et al. nel 2009 è stato un pioniere del lavoro pionieristico che si occupa di come cambia il gap di banda quando viene introdotto un difetto e come cambia il gap di banda con l'aumento delle frazioni di raccordo. Quindi, qui sono stati studiati due diversi fattori.
Quindi, il tipo di cella unitaria è questo; quindi; ovviamente questo si ripeterà e si può creare una schiera infinita oppure si può creare una schiera molto grande e c'è un effetto di punta in 5 × 5 reticolo quadrato. Quindi, effetto punto in 5 × 5 reticolo quadrato è stato dato. Così, manca questo particolare centro o scatter sonico. Poi hanno misurato che hanno tenuto il r0 che è il raggio di raggio degli scatter sonori e quello che erano questi ciclisti sonori è un cristallo sonico da 2 D composto da cilindri di metacrilato di polimetile in una matrice quadrata incorporata in uno sfondo d'aria.
Così, il mezzo fluido era aria e nell'aria le sistemazioni di questi cilindri di metacrilato di polimetilici erano fatte e avevano una sezione trasversale circolare. Quindi, questo raggio della sezione trasversale dello scatter è r0 e a0 essendo la costante reticolare o la distanza tra i centri di due scatter adiacenti. Quindi, questo è un reticolo quadrato. Quindi, questo è a0 che questo significa, questo sarà anche a0.

(Riferimento Slide Time: 10.37)

Quindi, r0was mantenuto fisso e; ovviamente, se la r0 viene mantenuta fissa la frazione di riempimento per tale sistema reticolare è data da:

π (r0 a0) 2

Così, abbiamo già ricavato questa espressione nella primississima lezione sui cristalli sonori. Allora, quando discutevo con te, come si intende per la frazione di riempimento e poi di quella che è stata l'espressione per la frazione di riempimento di un reticolo quadrato e un reticolo esagonale.
Così, questa è l'espressione per un reticolo quadrato; 2 D reticolo quadrato, che è

π (r a) 2

Quindi; ovviamente, se r è mantenuto costante, allora un deve essere variegato se si vuole studiare l'effetto della frazione di riempimento. Così, il condotto una serie di test dove r è stato mantenuto costante il sonoro il materiale dello scatter e il materiale della dispersione e lo sfondo tutto il resto è stato mantenuto costante, solo questo a0 è stato variato per ottenere frazioni di riempimento diverse.
Quindi, a 40% frazione di riempimento che cosa otteniamo; se vedete in questo particolare diagramma di banda quello che sarà il gap di banda? Ecco, qui questa è la banda sulla quale non c'è propagazione d'onda. Quindi, come si ottiene il gap di banda, si deve semplicemente trovare quella zona in cui non si ha più righe. Quindi, la zona orizzontale dove non ci sono linee affatto.

Quindi, sarà questa zona, questa piccola zona è il gap di banda.
(Riferimento Slide Time: 12.07)

Poi la stessa configurazione è stata mantenuta e solo la frazione di riempimento è stata ora aumentata a 50%. Così, per quel a0 è stato variato, a0 è stato ridotto. Quindi, ora, si ottiene un gap di banda molto più ampio. Quindi, voi quello che vedete qui è che state ottenendo due gap di banda individuale e c'è solo una linea in tra i due gap di banda.
Allo stesso modo, quando si aumenta ulteriormente la frazione di riempimento, qui si ottiene un gap di banda ancora più ampio e un altro gap di banda qui e un terzo e proprio tra tutti questi ampi gap di banda, si ha solo una sola riga. Quindi, questa è stata un'osservazione peculiare e una volta, hanno esplorato ulteriormente hanno scoperto che questa singola linea che si sta concludendo tra questi ampi gap di banda è dovuta al difetto del punto.
Se non ci fosse un difetto di punto avrai questo intero gap di banda sarà insieme. Quindi, otterrete questo gap di banda completo qui, quando non c'era alcun difetto di punto. Allo stesso modo, in caso di difetto di punto si otterrà questo intero gap di banda la linea sta arrivando solo a causa del difetto di punta che è quello che hanno trovato anche qui.

(Riferimento Slide Time: 13.19)

Così, le varie osservazioni fatte nelle conclusioni tratte dal lavoro è che, se si mantengono tutti gli altri fattori costanti e si varia la frazione di riempimento poi una frazione di riempimento più grande porta a un gap di banda più ampio.
Quindi, di solito il gap di banda si verifica intorno alla stessa regione. Così, come si può vedere si sta verificando intorno alla stessa regione tipicamente, intorno alla stessa regione si sta partendo dalle stesse regioni. Quindi, da qualche parte tra 3500 a, quindi da qualche parte tra 3000 hertz a 5000 hertz all'interno di quella stessa zona, stiamo ottenendo il gap di banda. Quindi, la frequenza e l'unica differenza è che da restringimento si sta ampliando.
Quindi, si ottiene una banda molto più ampia e poi le singole linee che si ottengono tra le quali a causa del difetto sono state chiamate fasce di difetto. Ecco, queste sono le bande di frequenza, che corrispondono al difetto nei cristalli. Così, come abbiamo visto qui in un cristallo di 5 × 5 mancava un punto reticolato o mancava un solo scatto che stava creando un difetto e quindi, otteniamo una sola linea di frequenza, che è una banda di difetti, che esiste all'interno del gap assoluto della banda e, per questo, ciò significa che le onde acustiche si propagano attraverso queste fasce di difetti.
Quindi, una sorta di, sta biforcendo il gap di banda assoluto. Ora, la frequenza di questa fascia di difetti è chiamata anche come frequenza risonante. Quindi, le onde acustiche dovrebbero essere localizzate.

(Riferimento Slide Time: 14.41)

Quindi, quello che succede è che si è anche scoperto che quando il difetto si verifica così è stato fatto uno studio di simulazione, è stato fatto uno studio di elementi finiti per scoprire qual è la distribuzione del campo di pressione in questo particolare tipo di matrice di cristallo sonico.
(Riferimento Slide Time: 15.01)

Quindi, qui come vedete la stessa matrice di cristallo sonoro è il loro 5 × 5 e un difetto di punto al centro. Quindi, l'onda che è stata simulata e quello che trovate è che quando il fronte d'onda è incidente e passa attraverso questa struttura poi si creano delle onde localizzate intorno al difetto del punto. Quindi, le onde acustiche sono localizzate nella cavità o nel punto di difetti di punto.
Così, ogni volta che c'è un piccolo divario un difetto di punto o una cavità poi le onde si localizzano che si chiama come il fenomeno della risonanza locale. Quindi, il che significa che rispetto alle onde locali rispetto agli altri fronti d'onda all'interno del cristallo questa particolare onda avrà una pressione molto più alta. Così, improvvisamente come un fronte d'onda passa per lasciarci dire che sta passando in questa direzione e andando fuori dalla struttura periodica improvvisamente a un certo punto la pressione aumenterà sarà una sorta di risonanza locale creata a questa particolare cavità.
Ed è per questo che la frequenza che corrisponde a questa fascia di difetti è la frequenza di risonanza, perché è che la frequenza in cui si sta verificando improvvisamente una risonanza e alcune onde si stanno localizzando otteniamo onde di alta pressione nei pressi di a questo punto difetti; tuttavia, non si propaga all'esterno.
Quindi, non è influenzato il controllo generale del rumore, ma ciò che significa è che biforca il gap di banda globale. Così, questo è chiamato come frequenza di risonanza. Quindi, vediamo qui, qual è la frequenza di risonanza per questa? (Vedi Slide Time: 16.49)

Quindi, si vede che questa diventa la frequenza di risonanza. Quindi, se questa fosse la complessiva questa sarebbe stata la banda assoluta assoluta, una piccola linea che sta arrivando tra la banda assoluta corrisponde alla frequenza di risonanza o alla frequenza alla quale il difetto le onde di pressione si stanno localizzando nei difetti.
(Riferimento Slide Time: 17.11)

Allo stesso modo, qui questa era la banda assoluta e all'interno di questo gap di fascia assoluta, si ottiene una frequenza unica qui. Così, questo diventa la frequenza di risonanza. Così, qui la frequenza di risonanza era intorno ai 4 chilo Hertz, qui si aggira intorno ai 4,5 chilo Hertz. Quindi, questo è solo un valore medio le frequenze risonanti che cambiano leggermente sopra il vettore k.
Allo stesso modo, qui hai una frequenza risonante qui e poi c'è un'altra band. Quindi, si ottiene una seconda frequenza di risonanza da qualche parte qui intorno.

(Riferimento Slide Time: 17.47)

Ma qui la seconda frequenza di risonanza non è stata presa in considerazione, perché si è scoperto che l'effetto complessivo di questo sul fronte dell'onda di pressione è minimo o trascurabile.
Quindi, è stata solo questa particolare frequenza di risonanza che sta effettuando la forma d'onda nelle onde acustiche localizzate.
Ecco, queste sono le tre frequenze risonanti per le tre diverse frazione di riempimento. Allora, come si fa a trovare la frequenza di risonanza da una struttura gap di banda? Date un'occhiata alla struttura del gap di banda e osserverete qualche anomalia. Diciamo che osserverete che avete ottenuto un ampio gap di banda e improvvisamente all'interno di quell' ampio gap di banda si sta ottenendo solo una singola linea di frequenza di propagazione delle onde.
Quindi, quella linea di frequenza singola di propagazione delle onde corrisponde alla frequenza risonante dovuta al difetto, ok.

(Riferimento Slide Time: 18.37)

Così, un altro studio è stato fatto per trovare come queste bande di difetti di frequenza le frequenze risonanti il cambiamento con aumento delle dimensioni della cella unitaria Così, lo stesso difetto di punto c'è, questo è il cristallo 5 × 5. Ecco, questa è la variazione della frequenza del difetto o della frequenza di risonanza; così, uno studio su larga scala. Quindi, qui la dimensione della scala è stata aumentata. Ora, quando si infetta questo era un cristallo di 5 × 5.
(Riferimento Slide Time: 19.15)

Ora, qui hai una matrice di cristallo sonico di 7 × 7 e hai un difetto di punto al centro, poi la frequenza alla quale si sta ottenendo la banda dei difetti è quasi la stessa, è solo qualche variazione di punto, ma è diventata più stabilizzata. Ora, la variazione non è tanto.
(Riferimento Slide Time: 19.35)

Allo stesso modo in cui si aumenta da 7 × 7 a 12 × 7, 12 × 12 cristallo sonico. Anche in questo caso, il valore in cui si ottiene la frequenza o la frequenza di risonanza è ottenuto non è cambiato molto.
Quindi, qui la media era di circa 5,17 minuti lasciateci dire, qui era intorno alle 5,17 qui, era intorno al 5,168 o qualcosa che si avvicina al 5,17. Quindi, la frequenza risonante è la stessa. Quindi, l'effetto è che man mano che si aumenta la dimensione della cella unitaria il che significa che la densità complessiva di questo difetto di punta sta diminuendo in questa matrice di cristallo.
Quindi, in quel caso le fasce di difetto si stanno stabilizzando sull'intera zona di Brillouin. Quindi, ci stai ottenendo sempre più linea di frequenza stabile e orizzontale mentre trama la struttura del gap di banda. Quindi, diciamo che se hai dato una struttura a gap di banda e hai una banda larga e poi hai qualche linea di frequenza compresa tra quel gap di banda.
Quindi, questo corrisponderà alla frequenza risonante, ma si può vedere che la linea di frequenza avrà qualche piccola quantità di oscillazioni che significa che la dimensione della schiera è piccola e il punto difetto per come rispetto al difetto del punto e per lo stesso difetto di punto, se le dimensioni della schiera sono aumentate, diciamo che da 5 × 5 diventa a 12 × 12 o a 10 × 10 e così via, allora quella stessa linea di frequenza le oscillazioni diventeranno sempre meno e nel gap di banda che particolare frequenza risonante diventerà sempre più orizzontale nella natura.
Quindi, si ottiene un tipo di linea di frequenza più orizzontale nel diagramma di scarto della banda, nel diagramma di banda.
(Riferimento Slide Time: 21.21)

Analogo studio è stato condotto anche da Rubio et al. 1999. Quindi, qui quello che hanno fatto sono stati studiati sulle frazioni di riempimento e la disposizione del reticolo. Così, qui per una fazione di riempimento di 0,41 e per un reticolo quadrato, 2 D reticolo quadrato e il materiale era lo stesso. Erano 2 cristalli sonici D composti da bombole di alluminio in aria.
(Riferimento Slide Time: 21.49)

Quindi, abbiamo questo è il tipo di gap di banda per questa frazione di riempimento e reticolo quadrato e quando si aumenta la frazione di riempimento; ovviamente, i gap di banda diventano più ampi lo stesso schema osservato nella carta precedente, ma come si cambia anche la quadratura, la forma reticolare da piazza a esagonale così, si sta ottenendo un altro gap di banda. Quindi, si stanno ottenendo due diversi gap di banda.
(Riferimento Slide Time: 22.07)

Allora, ora che abbiamo studiato i vari effetti allora quali sono le applicazioni dei cristalli sonori? Sono molto simili all'applicazione di altri metamateriali acustici prima di tutto vengono utilizzati per l'attenuazione del suono. Quindi, due diversi aspetti in cui vengono utilizzati, prima per attenuare i suoni stavano fermando la propagazione dell'onda sonora e quindi, si usavano come barriera di rumore soprattutto, all'esterno.
Ad esempio, una scultura esterna o una schiera esterna di alberi creati tra l'autostrada e le zone residenziali, si può avere una schiera di alberi in una disposizione di tipo cristallo sonico e tutto ciò agisce come barriera di rumore per prevenire la propagazione dell'onda sonora.
Allo stesso modo, si possono anche avere risultati sonori specificamente allo scopo di piegare le onde sonore e lì si ottengono due applicazioni importanti una è l'onda acustica. Allora, che cosa si intende per ondulazione acustica è che si tratta di una struttura che guida le onde attraverso un percorso particolare.
Quindi, le onde così, qui la piega sarà tale che le onde sono guidate lungo un percorso particolare e dal punto a b raggiungono senza molta attenuazione. Quindi, questo è più come guidare e poi per scopi di imaging. Quindi, è uguale alla lente acustica e avevamo già discusso il concetto di lente acustica e come funziona la lente acustica. Se si dispone di uno strato di metamateriale acustico che può avere un indice di rifrazione negativo.
Quindi, che può piegare le onde sonore molto bruscamente allora si può ottenere un'immagine affilata sia dal campo vicino che dal lontano campo e che qui si applica lo stesso concetto. Quindi, i dettagli di questo imaging acustico o l'uso di super lenti acustiche è già stato il concetto di quello già discusso, quando discutevo dei metamateriali acustici in generale prima di arrivare al tipo di membrana di metamateriali acustici.

(Riferimento Slide Time: 24:19)

Quindi, vi mostrerò solo il caso dell'onda acustica. Quindi, qui hai una guida d'onda acustica. Così, qui questi sono i singoli cristalli e il modo in cui questo è stato fatto dall'autore è che aveva, la nostra tipica disposizione dei cristalli sonori e che era in questa forma e qui si sa che dall'analogia del campo elettrico nel campo elettromagnetico nel campo acustico. L'indice di rifrazione dipenderà dai parametri importanti come il modulo sfuso e la densità.
Così, una volta modificati i moduli sfusi e la densità è possibile manipolare l'indice di rifrazione. Quindi, qui l'indice di rifrazione sta continuamente cambiando per tutto. Così, questo si chiama come una sorta di cristalli sonori funzionalmente graditi dove si ha, diciamo supporre di avere una schiera dove questo avesse detto lasciateci dire, sto solo dando un esempio brevissimo di matrice di cristallo sonico graduato.
Allora, diciamo che c'era questo è uno scettro con l'indice di rifrazione di lasciarci dire 5, poi hai qualcosa con un indice di rifrazione di 4, poi ne hai un altro con un indice di rifrazione di 3, 2, 1 e poi 0,5 e così via e similmente così, questo è solo in 1 D e lo stesso graduato può essere fatto in 2 D. Quindi, quando vai avanti qui, avrai di nuovo 4, 3 e così via e questo da questo 4, questo uscirà per essere 3, questo uscirà per essere 2, 1, 0,5 0,25 e così via.
Quindi, qui il sì, quello che significa è che l'indice di rifrazione complessivo varia come funzione lineare lungo tutte le direzioni di periodicità. Quindi, se si tratta di un cristallo da 1 D, sarà lungo una direzione; se si tratta di una disposizione da 2 D poi lungo sia l'orizzontale che le direzioni verticali. Le due direzioni di periodicità l'indice di rifrazione varieranno linearmente o cambieranno continuamente nelle due direzioni.
Ecco, questo è quello che viene chiamato come un tipo di cristallo sonico. Quindi, il tipo di disposizione che l'autore stava studiando è che hanno una disposizione di cristalli sonori e qui, l'indice di rifrazione, perché dipende dal modulo sfuso e dalla densità. Quindi, il modulo sfuso e la densità è stato variato in modo da modificare l'indice di rifrazione con il cambio di posizione dei cristalli.
Quindi, si stava cambiando continuamente per tutta la località. Così, e lo studio di simulazione era stato fatto e il campo di pressione è stato come simulato. Quindi, quello che ha visto è che quando un fronte d'onda è incidente allora la maggior parte dell'onda passa guidato attraverso il cristallo sonico e raggiunge. Così, segue questo percorso. Quindi, se vi mostrerò questo in colori diversi.
Ecco, questo è il percorso che il fronte d'onda sta prendendo lungo il cristallo e infine, seguendo questo cristallo. Quindi, questo è un po' come si ha un hosepipe? Metti l'hosepipe su un rubinetto e poi hai un secchio da qualche parte a punto b noi e seguiamo un percorso molto irregolare.
Quindi, si può avere un tubo di agganciamento che lo attacca al rubinetto, aprire il rubinetto e l'altra estremità del rubinetto e al sotto la tubatura si può avere un secchio.
Così, qui l'hosepipe sta guidando l'onda, sta guidando il flusso d'acqua dal rubinetto attraverso il diverso percorso dell'hosepipe e al secchio allo stesso modo. Questo è una sorta di tubo acustico che è dove se un fronte d'onda è incidente, sarà guidato lungo i particolari cristalli sonori e raggiungere da punto a b e la perdita sarà molto minore.
Quindi, si comporta come un tipico hosepipe utilizzato per guidare l'acqua. Ora, abbiamo un cristallo sonico che guida le onde.

(Riferimento Slide Time: 28:37)

Quindi, queste erano le varie applicazioni. Così, arriverò rapidamente ad alcune delle linee guida per la selezione dei materiali. Quindi, ora, abbiamo coperto un sacco di materiali ed è difficile dare una lista molto enorme di linee guida. Quindi, vi darò solo una chiave; porrò solo una domanda chiave e cercherò di risponderle in modo da ottenere un'intuizione di come si seleziona un particolare materiale.
Quindi, diciamo che il primo caso è dove bisogna selezionare una soluzione ecocompatibile a basso costo per un controllo del rumore a banda larga ad alte frequenze. Così, quando sentirai questo vedrai la parola, ok.
Quindi, prima di tutto l'uso di caduta vuole vedere qual è la gamma di frequenza di funzionamento. Quindi, qui si dispone di un ampio range di alta frequenza e quali sono i materiali che, quasi tutti i materiali funzionano bene ad alte frequenze e si utilizzano materiali avanzati solo quando si ha bisogno di qualche applicazione specifica, perché di solito non sono molto prontamente costruiti e non sono molto prontamente disponibili.
Quindi, quando si ha un'applicazione generale ad alta frequenza, è migliore e non c'è una domanda a bassa frequenza, è molto più facile andare per un materiale tradizionale e si ha bisogno di una soluzione leggera a basso costo e ecocompatibile. Quindi, una volta che vieni con questo che eco friendly, allora ricorderesti che i porosi assorbitori sonori.
Possono essere realizzati con materiali naturali come per esempio, si può avere un composito in fibra di iuta o si può avere qualcosa fatto con il cotone, qualcosa fatto con cocco coir, e così via e tutti sono in grado di agire come suono poroso, il terreno fibroso poroso e l'onda sonora è una sorta di controllato ad alte frequenze ad una gamma di banda larga.
Quindi, un assorbitore poroso potrebbe essere una soluzione qui, diciamo che hai un altro caso in cui devi fare un controllo del rumore a banda larga e a metà delle frequenze alte. Quindi, ancora una volta si tratta di un ampio controllo del rumore della banda a metà delle frequenze elevate e non c'è altro vincolo come un vincolo di peso del materiale o il costo del materiale e così via.
Quindi, ancora per una soluzione di scopo generale si può iniziare con un materiale tradizionale e qualsiasi materiale di barriera tradizionale può fare il lavoro qui, perché è di nuovo non una bassa frequenza quindi; ovviamente, si può usare un cristallo sonico; ovviamente, si può usare qualche altro micro perforato avanzato si può usare un cristallo sonico oppure si possono usare le cose di tipo a membrana in realtà, non si può arrivare appositamente per la bassa frequenza.
Quindi, per la tipica metà delle frequenze alte, quindi per scopi ad alta frequenza, è solo un generale, è una tradizione generale utilizzare materiali convenzionali per loro. Ora, veniamo all'applicazione a bassa frequenza.
(Riferimento Slide Time: 31:27)

Quindi, diciamo ora che serve ancora una soluzione low cost a basso costo, ma per frequenze basse a banda larga. Quindi, tutto questo era per alte frequenze e si è andato direttamente con i materiali tradizionali come gli ammortizzatori o le barriere.

Ora, per le frequenze basse a banda larga, il se ci pensa uno dell'unico materiale che specificherà che soddisferà questa condizione è il metamateriale acustico di tipo a membrana, perché tutti gli altri materiali progettati per lavorare a basse frequenze come il risonatore Helmholtz o i pannelli micro perforati anche i cristalli sonori. Hanno, non hanno un divario di banda molto ampio.
Si tratta del metamateriale acustico di tipo membrana che ha un ampio range di banda su cui il suono è attenuato che va da 0 a ω0 dove ω0 è la frequenza naturale della cella unitaria.
Quindi, quando si sente questa cosa banda larga a bassa frequenza che significa che è possibile utilizzare una linea di trasmissione acustica o tubolare che è costituita da metamateriali di tipo membrana come cella unitaria. Allora diciamo che volete qualcosa per uno scopo molto selettivo di un controllo del rumore molto specifico a bassa frequenza. Quindi, ora, il desiderio non è quello di abbattere tutte le frequenze a basso a tutte le frequenze basse lasciandoci dire che si va ad avere una forma d'onda e solo si vuole tagliare un certo rumore transformer o un certo segnale.
Solo un certo segnale a una particolare frequenza che si desidera tagliare è l'unico scopo, non si vuole tagliare tutte le frequenze. Quindi, per quell' operazione selettiva dove solo alcune frequenze discrete devono essere tagliate, ricordate. Se ricordate molto correttamente, avevamo dei pannelli micro - perforati. Così, sia il risonatore Helmholtz, gli ammortizzatori del pannello, sia i pannelli micro perforati, hanno tutti un assorbimento selettivo, perché assorbono solo a loro frequenza di risonanza quando c'è un accoppiamento acustico, ma perché fuori dai tre casi il pannello micro - perforato dà la massima grandezza di assorbimento.
Quindi, quella sarà una scelta migliore per un alto selettivo; un assorbimento selettivo a bassa frequenza o un assorbimento molto discreto e di basso livello di frequenza. Ora, similmente, si desidera qualcosa per un controllo del rumore esterno ad un basso selettivo ad alte frequenze, poi potrebbero essere utilizzati cristalli sonori.
Sono prevalentemente utilizzati per, perché incaso di cristalli sonori sono la limitazione principale è il dimensionamento.
Quindi, di solito si usano come barriere esterne e cristalli sonori possono essere utilizzati.
Quindi, ho coperto il corso qui e vi do solo qualche consiglio su come i vari materiali possono essere selezionati a seconda di cosa è l'applicazione e qual è il vincolo come il costo o il fattore di peso o il tipo di gamma di frequenze che si desidera tagliare.
Quindi, di conseguenza si può andare per diversi materiali acustici. Quindi, con questo vorrei concludere la mia lezione e quando concludo la mia lezione vorrei ringraziare alcune persone che mi hanno aiutato in questa particolare serie di lezioni.