本發(fā)明提供的是一種基于多層散射體與空腔耦合共振的水下聲學(xué)覆蓋層。包括覆蓋層，所述覆蓋層包括外覆蓋層(1)和內(nèi)覆蓋層(3)，還包括諧振效應(yīng)板(2)，所述諧振效應(yīng)板(2)夾在外覆蓋層(1)與內(nèi)覆蓋層(3)之間、通過諧振效應(yīng)板(2)實(shí)現(xiàn)耦合。本發(fā)明的諧振效應(yīng)板位于內(nèi)、外覆蓋層之間，這種耦合方式有助于改善聲學(xué)覆蓋層的低頻吸聲特性。所述聲學(xué)覆蓋層通過散射體分層設(shè)計(jì)、空腔與散射體的耦合以及諧振效應(yīng)板等方式拓寬了聲學(xué)覆蓋層的吸聲頻段、增強(qiáng)了聲波在聲學(xué)覆蓋層內(nèi)的能量耗散。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種聲學(xué)覆蓋層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近些年，聲學(xué)覆蓋層的聲學(xué)特性研究已經(jīng)成為了一個熱門的研究領(lǐng)域，隨著聲吶探測技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，聲學(xué)覆蓋層向著低頻，寬頻吸聲的研究方向發(fā)展，以滿足水下航行器的聲學(xué)技術(shù)需求。

隨著聲學(xué)超材料這一概念的提出，由于其特有的物理特性，聲學(xué)超材料在減振降噪領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是其在水下吸隔聲方向的應(yīng)用研究比較少見。從已公開的文獻(xiàn)可以看出，傳統(tǒng)的聲學(xué)超材料在低頻范圍的確具有較好的吸聲性能，但是其吸聲頻率范圍較窄，僅在共振頻率附近，這難以達(dá)到水下航行器的聲學(xué)技術(shù)要求。

綜上所述，傳統(tǒng)的聲學(xué)材料由于其吸聲頻帶較窄限制了其在水下吸聲方面的應(yīng)用，為此，設(shè)計(jì)一種基于多層散射體與空腔耦合共振的水下聲學(xué)覆蓋層來改善傳統(tǒng)聲學(xué)超材料的這一不足是非常有必要的，然而，查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)方面的研究工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水下寬頻吸聲效果好的基于多層散射體與空腔耦合共振的水下聲學(xué)覆蓋層。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

包括覆蓋層，所述覆蓋層包括外覆蓋層1和內(nèi)覆蓋層3，還包括諧振效應(yīng)板2，所述諧振效應(yīng)板2夾在外覆蓋層1與內(nèi)覆蓋層3之間、通過諧振效應(yīng)板2實(shí)現(xiàn)耦合。

本發(fā)明還可以包括：

1.所述外覆蓋層1內(nèi)有周期性排列的散射體101，所述散射體101為分層結(jié)構(gòu)，每層散射體外均有包覆層102。

2.所述內(nèi)覆蓋層3內(nèi)有周期性排列的空腔，空腔與散射體位置一一對應(yīng)、形狀不同。

3.空腔的形狀為球狀、圓柱、圓臺或六面體。

4.散射體的形狀為球狀、圓柱、圓臺或六面體。

5.散射體的形狀為球形、空腔的形狀為圓柱形，或者散射體的形狀為圓柱形、空腔的形狀為球形，或者是散射體的形狀為圓錐形、空腔的形狀為圓柱形。

6.外覆蓋層1和內(nèi)覆蓋層3的材料為聚氨酯吸聲橡膠，諧振效應(yīng)板2的材料為金屬板或功能梯度板。

7.散射體的材料為金屬，包覆層材料為軟橡膠。

本發(fā)明根據(jù)聲學(xué)超材料的物理特性，基于多層散射體與空腔耦合共振的機(jī)理，對傳統(tǒng)聲學(xué)超材料進(jìn)行聲學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提供了一種水下寬頻吸聲的聲學(xué)覆蓋層。本發(fā)明是一種應(yīng)用在水下航行器表面的聲學(xué)覆蓋層結(jié)構(gòu)，將水下航行器的表面敷設(shè)聲學(xué)覆蓋層結(jié)構(gòu)可以吸收主動聲吶發(fā)出的探測聲波。

本發(fā)明的基于多層散射體與空腔耦合共振的水下聲學(xué)覆蓋層結(jié)構(gòu)，主要包括外覆蓋層1、諧振效應(yīng)板2以及內(nèi)覆蓋層3；外覆蓋層1具有周期性排列的多層散射體101，散射體101分層設(shè)計(jì)，每層散射體外均有包覆層102；內(nèi)覆蓋層3具有周期性空腔結(jié)構(gòu)外覆蓋層1中散射體與內(nèi)覆蓋層3中空腔一一對應(yīng)，但形狀不相同，二者形狀存在最佳的對應(yīng)關(guān)系；外覆蓋層1與內(nèi)覆蓋層3分別敷設(shè)在諧振效應(yīng)板2的兩側(cè)，通過諧振效應(yīng)板2實(shí)現(xiàn)耦合。

本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：

1)在外覆蓋層1中，通過將散射體101分層設(shè)計(jì)并且各散射體之間通過包覆層102連接，多層散射體101之間能夠產(chǎn)生耦合共振，可以有效地拓寬覆蓋層的吸聲頻率范圍。