Membrane-Type Acoustic Metamaterial with Negative Dynamic Mass

物理 超材料 流离失所(心理学) 反射(计算机编程) 负质量 振荡(细胞信号) 实现(概率) 声衰减 衰减 光学 经典力学 统计 心理治疗师 程序设计语言 心理学 生物 遗传学 计算机科学 数学
作者
Zheng Yang,Jun Mei,Min Yang,Ngai Hang Chan,Ping Sheng
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:101 (20) 被引量:1009
标识
DOI:10.1103/physrevlett.101.204301
摘要

We present the experimental realization and theoretical understanding of a membrane-type acoustic metamaterial with very simple construct, capable of breaking the mass density law of sound attenuation in the 100-1000 Hz regime by a significant margin ( approximately 200 times). Owing to the membrane's weak elastic moduli, there can be low-frequency oscillation patterns even in a small elastic film with fixed boundaries defined by a rigid grid. The vibrational eigenfrequencies can be tuned by placing a small mass at the center of the membrane sample. Near-total reflection is achieved at a frequency between two eigenmodes where the in-plane average of normal displacement is zero. By using finite element simulations, negative dynamic mass is explicitly demonstrated at frequencies around the total reflection frequency. Excellent agreement between theory and experiment is obtained.
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