基于声子晶体实现声-电转换的智能降噪窗帘
2021-11-29全飞熊陈浠庆陈亚柯陈瑞扬阎一诺
科技与创新 2021年21期
关键词:产品
全飞熊,陈浠庆,李 晨,陈亚柯,尹 源,陈瑞扬,阎一诺
(武汉理工大学理学院,湖北 武汉 430070)
随着人们生活水平的日益提高,人们对于自己的生活质量有了更多的要求。然而,城市的噪声污染问题却一直难以得到合理且有效的解决。噪声污染无处不在:车辆川流不息的路边居民房、昼夜不停工作的工厂、喧闹广场边的住房区等。噪声使人产生压抑、恐惧、愤怒和焦虑的情绪或注意力不集中的现象,同时影响神经系统、内分泌系统和心血管系统,加大高血压以及心脏病患者的危险系数[1]。
同时,中国是世界上最大的农业生产国,生物质资源极为丰富,据统计,“十二五”期间,中国农业生产产生的剩余生物质资源,包括约7 亿t 秸秆、1.42 亿 t 农产品废弃物、2 亿t 木材加工剩余物等。如果秸秆全部燃烧,将排放大量二氧化碳和其他含硫、含氮气体[2]。
基于此种现状,设计了一种基于声子晶体结构的降噪发电窗帘,可以降噪发电、节约能源。同时利用废弃生物质能制备纤维颗粒复合吸声层,而且减少了碳排放,实现了宽频段降噪。因此,这款窗帘既符合实际需要,又起到了节能减排的作用。
1 具体结构
1.1 声子晶体部分
声子晶体部分采用点缺陷板柱型声子晶体结构,入射声压在点缺陷处得到加强。考虑声子晶体结构对于高频噪声的吸收效果,设置声压为2 Pa,对应声压级为100 dB,频率从50~5 000 Hz 的入射噪声进行仿真,并对于声波波矢进行参数化扫描。在具体的模型中,设置圆柱结构半径为6 mm,高度为5 mm,基板厚度为1 mm,压电材料厚度为2 mm。……
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