مروری بر انواع فرامواد و کاربرد آن در کاهش نویز و ارتعاشات ناخواسته

امروزه به منظور کاهش نویز و ارتعاشات از فرامواد به عنوان مانع، میرا کننده و یا جاذب ارتعاش و صوت در حوزه های مختلفی چون هوافضا، خودرو و کنترل آلاینده های صوتی استفاده می شود. این مواد، موادی مصنوعی ساخته شده از سلول های واحد با ابعادی کوچکتر از طول موج امواج صوتی مورد نظر هستند که در ابعاد بزرگتر به صورت متناوب تکرار شده اند و می توانند دامنه ی امواج صوتی را در بازه فرکانسی مورد نظر به صورت موثر کاهش دهند. در این مقاله مروری، به بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه فرامواد مختلف به خصوص فرامواد آکوستیکی و الاستیکی پرداخته شده و کاربردها و نتایج آن ها در کاهش نویز و ارتعاشات ناخواسته محیط مورد مطالعه قرار گرفته است. در اکثر تحقیقات محاسبات عددی با استفاده از قضیه بلاک-فلوکوت برای محاسبه فاز بلاک سلول واحد فرامواد صوتی انجام شده که در این قضیه گپ انرژی پیش بینی شده از فاز بلاک محاسبه شده از فرکانس صفر شروع می شود و تا فرکانسی که دارای مقدار انتقال کمتر از یک می باشد ادامه پیدا می کند. نتایج این تحقیقات نشان می دهد با استفاده از فرامواد می توان ارتعاشات و نویز فرکانس-پایین یک سیستم را در حد مطلوبی کاهش داد. همچنین افزایش دمپینگ جاذب ها بطور مستقیم باعث افزایش عرض باند توقف و کاهش دامنه ی ارتعاش در فرکانس پایین به وسیله افزایش فاصله باندی انرژی می شود. افزایش درجات آزادی رزوناتورهای محلی نیز از روش های دیگر افزایش گپ انرژی است.