Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом
A new hybrid metamaterial (HMM) comprises a circular split ring of tungsten covered by a circular split ring of silicon carbide in a layer of polydimethylsiloxane (PDMS) polymer, epoxy, steel, rubber, fiberglass, or carbon fiber, respectively, to develop a low-frequency sound absorber. We carried ou...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Publishing house "Academperiodika"
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023603 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Journal of Physics |
Institution
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131527016087552 |
|---|---|
| author | Gaafer, F.N. Abdalameer, N.Kh. |
| author_facet | Gaafer, F.N. Abdalameer, N.Kh. |
| author_sort | Gaafer, F.N. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-08-12T06:59:56Z |
| description | A new hybrid metamaterial (HMM) comprises a circular split ring of tungsten covered by a circular split ring of silicon carbide in a layer of polydimethylsiloxane (PDMS) polymer, epoxy, steel, rubber, fiberglass, or carbon fiber, respectively, to develop a low-frequency sound absorber. We carried out finite element simulations with COMSOL Multiphysics software to take theoretical measurements for acoustic hybrid metamaterial and demonstrate the influence of structural parameters. The results demonstrate that material type, geometric characteristics, and change in diameter for circular split rings of tungsten with visco-thermal losses can control the dissipative loss effect. This enables the construction of highly efficient absorber (99%) at low frequencies across a broad low-frequency spectrum. The present study paves the way for a novel approach to advancing the design of acoustic hybrid metamaterial and controlling underwater acoustic waves. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe70.8.507 |
| first_indexed | 2025-10-02T01:19:25Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2023603 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-10-02T01:19:25Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20236032025-08-12T06:59:56Z High-Efficiency Sound Absorber with Hybrid Metamaterial Structure at Low Frequency Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом Gaafer, F.N. Abdalameer, N.Kh. акустичний метаматерiал гiбридний метаматерiал коефiцiєнт поглинання звуку акустичнi пiдводнi хвилi затухання шуму acoustic metamaterial hybrid metamaterial sound absorption coefficient underwater acoustic waves noise attenuation A new hybrid metamaterial (HMM) comprises a circular split ring of tungsten covered by a circular split ring of silicon carbide in a layer of polydimethylsiloxane (PDMS) polymer, epoxy, steel, rubber, fiberglass, or carbon fiber, respectively, to develop a low-frequency sound absorber. We carried out finite element simulations with COMSOL Multiphysics software to take theoretical measurements for acoustic hybrid metamaterial and demonstrate the influence of structural parameters. The results demonstrate that material type, geometric characteristics, and change in diameter for circular split rings of tungsten with visco-thermal losses can control the dissipative loss effect. This enables the construction of highly efficient absorber (99%) at low frequencies across a broad low-frequency spectrum. The present study paves the way for a novel approach to advancing the design of acoustic hybrid metamaterial and controlling underwater acoustic waves. Ми виготовили та дослiдили новий поглинач звуку низької частоти з нового гiбридного метаматерiалу, який складається з круглого розрiзного кiльця з вольфраму, покритого круглим розрiзним кiльцем карбiду кремнiю в шарi полiмеру полiдиметилсилоксану (PDMS), епоксидної смоли, сталi, гуми, скловолокна або вуглецевого волокна, вiдповiдно. Ми провели моделювання методом скiнченних елементiв за допомогою програмного забезпечення COMSOL Multiphysics. Результати показують, що запропонований пiдхiд дозволяє створювати високоефективний поглинач (99%) у широкому дiапазонi низькочастотного спектра. Дане дослiдження прокладає шлях до вдосконалення проектування акустичного гiбридного метаматерiалу та контролю, зокрема, пiдводних акустичних хвиль. Publishing house "Academperiodika" 2025-08-11 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023603 10.15407/ujpe70.8.507 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 70 No. 8 (2025); 507 Український фізичний журнал; Том 70 № 8 (2025); 507 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe70.8 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023603/3333 Copyright (c) 2025 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | акустичний метаматерiал гiбридний метаматерiал коефiцiєнт поглинання звуку акустичнi пiдводнi хвилi затухання шуму Gaafer, F.N. Abdalameer, N.Kh. Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| title | Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| title_alt | High-Efficiency Sound Absorber with Hybrid Metamaterial Structure at Low Frequency |
| title_full | Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| title_fullStr | Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| title_full_unstemmed | Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| title_short | Високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| title_sort | високоефективне поглинання звуку низької частоти структурою з гібридним метаматеріалом |
| topic | акустичний метаматерiал гiбридний метаматерiал коефiцiєнт поглинання звуку акустичнi пiдводнi хвилi затухання шуму |
| topic_facet | акустичний метаматерiал гiбридний метаматерiал коефiцiєнт поглинання звуку акустичнi пiдводнi хвилi затухання шуму acoustic metamaterial hybrid metamaterial sound absorption coefficient underwater acoustic waves noise attenuation |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023603 |
| work_keys_str_mv | AT gaaferfn highefficiencysoundabsorberwithhybridmetamaterialstructureatlowfrequency AT abdalameernkh highefficiencysoundabsorberwithhybridmetamaterialstructureatlowfrequency AT gaaferfn visokoefektivnepoglinannâzvukunizʹkoíčastotistrukturoûzgíbridnimmetamateríalom AT abdalameernkh visokoefektivnepoglinannâzvukunizʹkoíčastotistrukturoûzgíbridnimmetamateríalom |