基于周期性声学黑洞(ABH)板结构的中低频振动控制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902260
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0803.波动、振动与噪声
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The Acoustic Black Holes (ABH) effect is a new wave manipulation method, which reduces the phase velocity of flexural waves to zero when the structural thickness approaches zero according to a power-law thickness variation, resulting in zero wave reflections and high energy concentrations at the wedge tip. The ABH effect thus shows promising application potentials for vibration controls since only a very small amount of damping materials is required at the energy focalization region. However, systematic broadband ABH effects can only be achieved above a certain frequency when the incoming wavelength is comparable or smaller than the characteristic dimension of the ABH cell. This seriously impedes the application range of the ABH-based technology since the main and the most challenging difficulty is rather in the mid-to-low frequency range. Therefore, this project proposes to investigate periodic plates with ABH profiles to achieve effective vibration control in the mid-to-low frequency range by applying the ABH effect and the concept of Phononic Crystals. The theoretical semi-analytical model of periodic plates with ABH features is established to systematically reveal the wave propagation characteristics and potential band gaps and their physical mechanism. The effect of ABH structural parameters on band gaps is analyzed comprehensively, and the optimization model is further established to guide and design the ABH plate which not only meets the requirements of highly-efficient vibration control in mid-to-low frequency range, but also meets the requirements of practical engineering applications. This project will be of great academic significance and practical value to analyze and solve the vibration control problems in mid-to-low frequency range.
声学黑洞(简称ABH)效应是一种新兴的波操控方法,利用波在厚度逐渐减小结构中的传播特性可以达到理想情况下波的零反射,其产生的能量聚集效应可以实现非常有效的减振效果,因此在振动控制领域具有巨大的应用前景。然而,受ABH结构尺寸影响,现有ABH结构的有效控制频率主要集中在中高频,而中低频振动控制才是实际工程应用中的重点和难点。基于此,通过结合ABH机理和声子晶体的概念,本项目提出研究基于周期性声学黑洞板结构的中低频振动控制。通过建立周期性ABH板结构的理论半解析模型,系统揭示其结构内的波传播特性和潜在产生的带隙及其物理机理,全面分析ABH结构参数对带隙产生的影响规律,并进一步建立优化模型,指导和设计出既满足高性能的中低频减振效果,又满足实际工程应用强度要求的ABH板结构。本项目将对推动和指导中低频振动控制问题的分析和解决具有重要的学术意义和实用价值。

结项摘要

针对声学黑洞(ABH)结构受结构尺寸影响,有效作用频率主要集中在中高频的瓶颈问题,本项目通过结合声学黑洞效应和声子晶体的概念,提出了研究基于周期性声学黑洞板结构的中低频振动控制方法。通过分析ABH板结构中波的传播路径,设计出新型的周期性ABH一维和二维板结构,并建立了相应的分析模型,获得了包括中低频的宽频带隙,系统揭示了其结构内的波传播特性和带隙产生的物理机理,实现了中低频振动控制。同时,全面分析了ABH结构参数对带隙产生的影响规律,提出了高性能中低频减振效果的周期性ABH结构的设计准则,并实验验证了该类结构有效的减振隔振效果,有利于推动和指导中低频振动控制问题。此外,根据项目的进度和完成情况进行了适度的拓展与延伸,分析了周期性ABH板结构的声辐射特性,通过结合ABH效应和亚波长带隙,该类结构在超宽频率范围内能有效降低结构的声辐射。最后,本项目还在已有成果的基础上,开展了部分探索性研究。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Design, fabrication and sound absorption test of composite porous metamaterial with embedding I-plates into porous polyurethane sponge
多孔聚氨酯海绵嵌入工字板复合多孔超材料的设计、制备及吸声测试
  • DOI:
    10.1016/j.apacoust.2020.107845
  • 发表时间:
    2021-04-01
  • 期刊:
    APPLIED ACOUSTICS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Gao, Nansha;Tang, Liling;Chen, Kean
  • 通讯作者:
    Chen, Kean
Complete sub-wavelength flexural wave band gaps in plates with periodic acoustic black holes
具有周期性声学黑洞的板中完整的亚波长弯曲波带隙
  • DOI:
    10.1016/j.jsv.2021.116102
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Tang Liling;Cheng Li;Chen Kean
  • 通讯作者:
    Chen Kean
Impaired sound radiation in plates with periodic tunneled Acoustic Black Holes
具有周期性隧道声学黑洞的板块中的声辐射受损
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2019.106410
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Mechanical Systems and Signal Processing
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Tang Liling;Li Cheng
  • 通讯作者:
    Li Cheng

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其他文献

内毒素血症心肌损伤机制的研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    分子影像学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐利玲;唐靖;古妙宁;梁佳妮
  • 通讯作者:
    梁佳妮

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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