Plošné akustické metamateriály s aktivním řízením akustické impedance
Cíle projektu
Podstatou projektu je výzkum návrhových metod a základních vlastností plošných akustických metamateriálů a dále výzkum metod pro aktivní řízení jejich akustické impedance v proměnných pracovních podmínkách. Akustické laditelné (aktivní) mematamateriály budou realizovány jako vrstvené kompozitní skořepiny s piezoelektrickými prvky. Aktivního řízení jejich akustické impedance bude docíleno připojením piezoelektrické části metamateriálu k aktivnímu elektrickému jednobranu se záporným impedančním měničem nebo gyrátorem. Budou vyvíjeny adaptivní metody tlumení tzv. Piezoelectric shunt damping. Návrh metamateriálu s požadovanými vlastnostmi bude proveden pomocí simulací metodou konečných prvků. Akustické vlastnosti realizovaného metamateriálu budou zhodnoceny měřením akustické přenosové ztráty, koeficientu absorpce, apod. Statické a dynamické výchylky metamateriálu způsobené elektrickým napětím budou měřeny digitální holografickou interferometrií. Výsledkem projektu jsou metody a návrhové nástroje aplikovatelné v designu systémů protihlukových štítů, zvukově-absorpčních panelů, apod.
Klíčová slova
acoustic metamaterialcontrol of acoustic impedancepiezoelectric transduceradaptive piezoelectric shunt damping
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 17 (SGA0201300005)
Hlavní účastníci
Technická univerzita v Liberci / Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií
Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i.Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
13-10365S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Planar acoustic metamaterials with the active control of acoustic impedance
Anotace anglicky
The proposed project focuses on a basic research of design tools and fundamental properties of planar acoustic metamaterials and a research of methods for control of their acoustic impedance in changing operational conditions. Acoustic tunable metamaterials will be realized as multilayer composite shells with piezoelectric elements. Active control of their acoustic impedance will be realized by connecting the piezoelectric elements to active electric shunt circuits with negative impedance converters or gyrators. Methods of adaptive piezoelectric shunt damping will be researched. Design of metamaterials with given acoustic impedance will be realized using Finite Element Method simulations. The acoustic properties of the realized metamaterials will be evaluated using acoustic transmission loss and acoustic absorption coefficient measurements. Static and dynamic displacements of metamerials produced by electric voltage will be measured using Digital Holographic Interferometry. The project results will be applicable in a design of noise shielding systems, sound-absorbing panels, etc.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
BI - Akustika a kmity
CEP - vedlejší obor
JA - Elektronika a optoelektronika, elektrotechnika
CEP - další vedlejší obor
BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
10307 - Acoustics
20201 - Electrical and electronic engineering
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Projekt byl věnován novým aktivním akustickým materiálům na bázi kompozitních piezoelektrických skořepin. Byly vytvořeny numerické modely a navržen zákon řízení využívající syntetické impedance. Vyvinuté metamateriály byly zkonstruovány a jejich vynikající vlastnosti v oblasti aktivní zvukové izolace demonstrovány. Výsledky jsou adekvátně publikovány a dokumentovány.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 2. 2013
Ukončení řešení
31. 12. 2015
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
20. 4. 2015
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP16-GA0-GA-U/01:1
Datum dodání záznamu
25. 9. 2017
Finance
Celkové uznané náklady
5 139 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
5 139 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
5 139 tis. Kč
Statní podpora
5 139 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
CEP
BI - Akustika a kmity
Doba řešení
01. 02. 2013 - 31. 12. 2015