Physical Review Applied刊登李勇課題組和毛東興課題組在建築聲學通風隔聲窗領域的重要進展
來源：物理科學與工程學院 時間：2020-04-11 瀏覽：依託於我校「建築-聲學一流學科共建平臺」，物理科學與工程學院聲學研究所的李勇研究員課題組與毛東興教授課題組合作，在建築聲學的通風隔聲窗領域取得重要進展。該研究提出了一種以號筒狀中空螺旋隔聲單元為基礎而構建的類鏤空雕花薄板狀結構，突破了傳統隔聲窗的高氣流壓力損失及現有超構隔聲窗的窄帶隔聲等局限，實現了兼具高效通風和寬帶隔聲的通風隔聲窗設計。相關研究成果於2020年4月10日以「Broadband Acoustic Ventilation Barriers」為題發表在國際物理學期刊Physical Review Applied第13卷上 [Phys. Rev. Applied 13, 044028 (2019)]。碩士研究生孫曼為第一作者，毛東興教授、王旭副教授和李勇研究員為論文共同通訊作者。
傳統聲屏障在隔絕噪聲的同時阻斷了空氣的流通，然而仍有許多特殊場合需同時滿足通風和降噪。例如，當今城市日益嚴重的環境噪聲汙染下，綠色建築的自然通風設計不可避免地伴隨著外界噪聲的侵擾。然而，傳統通風隔聲窗由於其曲折的氣流通道帶來明顯的壓力損失，無法保證自然通風的需求；而現有超構通風隔聲窗由於其局域共振或法諾幹涉機理，導致其隔聲頻帶很窄。為突破這些現有設計的局限性，研究團隊結合了同濟大學物理學院李勇課題組在超構聲學材料領域及毛東興課題組在傳統隔聲窗領域的各自優勢，以綠色建築自然通風下的噪聲控制需求為切入點，建立了基於系統表面響應的隔聲理論，提出了寬帶隔聲單元模型，實現了多角度入射條件下的具備自然通風的寬帶隔聲窗設計。該研究的成果不僅有望解決城市綠色建築的環境噪聲難題，同時這種兼顧高效通風和寬帶隔聲的聲學結構研究能夠為我國聲學功能材料開發相關的國防、交通、環境等諸多領域的基礎研究和自主智慧財產權的應用研究提供理論和技術支持。
圖 (a) 寬帶通風隔聲基本單元；(b) 由基本單元構建的通風隔聲窗整體；（c）隔聲單元的聲能量透射曲線；(d) 基於系統表面響應模態簡併的隔聲機理示意圖。
該項工作得到國家自然科學基金、中科協青年人才託舉工程的支持。
值得一提的是，「建築-聲學一流學科共建平臺」由物理科學與工程學院聲學研究所與建築城規學院結合同濟聲學與建築學的優勢攜手創建。近年來聲學研究所在聲學人工結構調控聲場方面取得了一系列重要進展，已經發表了高水平SCI論文8篇，包括1篇Physical Review Letters，2篇Physical Review Applied，1篇Applied Physics Letters 等。
論文連結：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.13.044028