Una fotografia del campione fabbricato. Credito:IOA
I ricercatori dell'Istituto di acustica (IOA) dell'Accademia cinese delle scienze hanno progettato e fabbricato un mantello di tappeto acustico subacqueo utilizzando l'acustica di trasformazione, una prima scientifica. La ricerca è stata pubblicata online in Rapporti scientifici il 6 aprile
Un mantello acustico è un involucro di materiale in grado di controllare la direzione di propagazione delle onde sonore per rendere non rilevabile un bersaglio in un sistema acustico. Il mantello a tappeto modifica la firma acustica del bersaglio e imita il campo acustico ottenuto da un piano riflettente in modo che il bersaglio ammantato sia indistinguibile dalla superficie riflettente.
Il campo dell'acustica di trasformazione si concentra sulla progettazione di nuove strutture acustiche. Mostra come controllare la propagazione delle onde acustiche. I parametri del mantello mantello possono essere dati dall'acustica di trasformazione.
Però, nella maggior parte dei casi, questi parametri sono troppo complessi per l'uso pratico. Risolvere questo problema, YANG Jun e il suo team IOA hanno adottato un fattore di scala e hanno semplificato la struttura del mantello del tappeto con solo un modesto disadattamento di impedenza. Il team di ricerca ha quindi utilizzato strati di lastre di ottone con piccoli canali riempiti d'acqua per costruire il modello del mantello. Questo materiale possiede un'efficace densità di massa anisotropa in regimi a lunga lunghezza d'onda.
Simulazioni numeriche del mantello del tappeto subacqueo. Credito:IOA
La struttura del mantello tappeto, composto da lastre di ottone a strati, è quindi semplificato a scapito di qualche adattamento di impedenza. "Il mantello del tappeto ha una dimensione della cella unitaria di circa 1/40 della lunghezza d'onda, rendendolo in grado di controllare le onde acustiche subacquee nella scala delle lunghezze d'onda profonde, " ha detto YANG Jun.
Il mantello di moquette proposto ha mostrato buone prestazioni nei risultati sperimentali su un'ampia gamma di frequenze. Nei test, un breve impulso gaussiano si propaga verso una protuberanza bersaglio coperta dal mantello del tappeto; l'onda diffusa poi ritorna nella direzione di retrodiffusione. L'oggetto occultato imita con successo il piano riflettente ed è impercettibile al rilevamento del suono.
