Una fotografía de la muestra fabricada. Crédito:IOA
Investigadores del Instituto de Acústica (IOA) de la Academia de Ciencias de China han diseñado y fabricado una capa de alfombra acústica submarina utilizando acústica de transformación, una novedad científica. La investigación se publicó en línea en Informes científicos el 6 de abril.
Una capa acústica es una capa de material que puede controlar la dirección de propagación de las ondas sonoras para hacer que un objetivo sea indetectable en un sistema acústico. La capa de alfombra modifica la firma acústica del objetivo e imita el campo acústico obtenido de un plano reflectante de modo que el objetivo envuelto es indistinguible de la superficie reflectante.
El campo de la acústica de transformación se centra en el diseño de nuevas estructuras acústicas. Muestra cómo controlar la propagación de ondas acústicas. Los parámetros de la capa de capa se pueden dar mediante la acústica de transformación.
Sin embargo, en la mayoría de los casos, estos parámetros son demasiado complejos para un uso práctico. Para resolver este problema, YANG Jun y su equipo de IOA adoptaron un factor de escala y simplificaron la estructura de la capa de la alfombra con solo una discreta discrepancia de impedancia. Luego, el equipo de investigación utilizó capas de placas de latón con pequeños canales llenos de agua para construir la capa modelo. Este material posee una densidad de masa anisotrópica efectiva en regímenes de longitud de onda larga.
Simulaciones numéricas de la capa de alfombra submarina. Crédito:IOA
La estructura de la capa de alfombra, compuesto de placas de latón en capas, por lo tanto, se simplifica a costa de alguna coincidencia de impedancia. "La capa de alfombra tiene un tamaño de celda unitaria de aproximadamente 1/40 de la longitud de onda, lo que le permite controlar las ondas acústicas submarinas en la escala de sublongitud de onda profunda, "dijo YANG Jun.
La capa de alfombra propuesta ha mostrado un buen rendimiento en resultados experimentales en un amplio rango de frecuencias. En pruebas, un pulso gaussiano corto se propaga hacia una protuberancia objetivo cubierta con la capa de alfombra; la onda dispersa luego regresa en la dirección de retrodispersión. El objeto envuelto imita con éxito el plano reflectante y es imperceptible para la detección de sonido.
