通风声超材料屏障研究进展

刘晨凯1, 刘晓宙1,2, 赖耘1 （1.南京大学物理学院, 近代声学教育部重点实验室, 固体微结构物理国家重点实验室, 先进微结构协同创新中心；2.中国科学院声学研究所, 声场声信息国家重点实验室）

摘要：通风隔音技术能够在保持空气流通的同时有效阻隔噪音, 为建筑和工业应用提供舒适且健康的环境. 声学超材料作为一类通过精心设计其内部结构来实现特殊物理性质的人工声学材料, 凭借其独特的物理性质和亚波长尺寸的特点, 在通风声屏障领域取得了突破性的进展. 本文综述了该领域的最新研究进展和应用, 包括3种主要的物理原理: 局域共振型、干涉相消型和相位梯度型, 并探讨了从单频设计拓展至宽频设计的方法. 此外, 本文还介绍了在复杂应用场景下的新设计思路和优化方法, 如柔性材料的应用、主动型超材料, 以及人工智能和机器学习的设计优化. 未来, 随着技术的不断进步和跨学科的融合, 基于超材料的通风声屏障将在建筑、交通和工业领域发挥更大的作用, 为人类提供更加安静和舒适的环境.

关键词：声学超材料, 声学超表面, 通风声屏障, 通风隔音, 通风降噪