掠流超表面

流场可预测

通过解析模型预测掠流下周期与非周期超表面的反射声场，可用解析模型修正焦点偏移。

Qu, Renhao · Guo, Jingwen · Li, Yuhong · Tan, Qichen · Zhenjun, Peng · Wang, Lican · Fang, Yi · Zhou, Peng

International Journal of Mechanical Sciences 2024

参数信息

吸收阈值

1−M₀²

吸收阈值分母

2

技术优势

吸收条件明确

给出了周期超表面在掠流下实现良好吸收的明确准则：周期长度与波长比低于(1−M₂²)/2，这源于表面波转换机制。

焦点偏移可修正

掠流使原本在静止空气中设计的焦点向下游偏移，但利用所提出的解析模型可以修正这一偏移，使聚焦功能在流动环境中得以保持。

三维设计可行

聚焦超表面设计被拓展到三维空间，并通过解析方法验证，表明该方法适用于更复杂的实际几何。

应用场景

• 气动噪声控制：利用流场中可预测的吸收特性，直接针对流动环境下的噪声源进行吸声降噪，代替传统经验设计的吸声结构。
• 航空声衬：为航空发动机声衬提供在掠流和三维几何下精确设计的超表面方案，改善现有声衬在复杂流动下的性能。
• 声波聚焦：在流动环境中保持或修正聚焦性能，用于需要精准声能定位的应用，如无损检测或医疗超声。