基于超材料的低频声波定向传播的理论和实验研究

项目名称： 基于超材料的低频声波定向传播的理论和实验研究

项目编号： No.11474160

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 刘晓宙

作者单位： 南京大学

项目金额： 90万元

中文摘要： 低频声波的定向传播是声学中一个重要的热点问题，它能揭示定向声波在介质中的声传播规律及物理机制，因此是一个具有很强应用背景的基础性的研究课题。本项目拟采用有效阻抗边界理论来研究声波通过超材料后的声传播特性，揭示超材料中亚波长微结构与声波相互作用的物理机制，建立有效阻抗边界的物理模型来解释声波与超材料相互作用后所产生的实验结果，通过设计材料中的微结构来实现低频声波的定向传播，为低频声波的定向传播开拓新的途径，对这些问题的深入研究将有助于我们更深入地理解声波与超材料相互作用的物理本质，促进低频声波定向传播技术的进一步发展。

中文关键词： 低频声波；定向传播；物理机制；超材料；微结构

英文摘要： Directional propagation of low-frequency sound is an important research topic in acoustics, which can reveal the law and physical mechanism of the directional sound propagation in media, and therefore it is a basic research with strong background in applications. The project intends to study the sound propagation through metamaterials based on effective impedance boundary theory and reveal the physical mechanism of subwavelength microstructures interacting with sound waves. We will make a physical model based on effective acoustic impedance boundary to explain the experimental results of sound waves interacting with microstructures and achieve the directional propagation of low-frequency sound based on the design of microstructures in metamaterials, which will pave a new way to the directional propagation of low-frequency sound wave. The study will help us to deep understand the nature of the sound propagation in metamaterials and promote the further development technology of directional sound wave.

英文关键词： low-frequency sound wave;directional propagation;physical mechanism;metamaterial;microstructure