[实用新型]声学超材料元胞及包含它的超材料通风降噪消声器、管路元胞、管路

权利要求书

1.声学超材料元胞，其特征在于，包括内筒体和外筒体，所述内筒体设置在外筒体内且两筒体同轴，内筒体的内部空间为主通风道；

内筒体和外筒体的左、右两侧分别通过环形的左侧盖板和右侧盖板封闭，内筒体和外筒体之间设置有环形的中间隔板将内筒体和外筒体之间的空腔划分为第一声学腔体和第二声学腔体；

第一声学腔体与主通风道之间的腔壁上开设有声学开口，第一声学腔体以及围合形成第一声学腔体的各腔壁构成第一声学元胞；第一声学腔体通过声学开口与主通风道连通；

第二声学腔体内填充有高孔隙吸能介质，第二声学腔体与主通风道之间的腔壁上设有开设有微穿孔的穿孔板，第二声学腔体、第二声学腔体内填充的高孔隙吸能介质以及围合形成第二声学腔体的各腔壁构成第二声学元胞，所述第二声学腔体通过穿孔板上的微穿孔与主通风道连通。

2.根据权利要求1所述的声学超材料元胞，其特征在于，所述内筒体和外筒体的截面形状为圆形、椭圆形或多边形。

3.根据权利要求2所述的声学超材料元胞，其特征在于，高孔隙吸能介质为孔隙率大于90％的多孔材料。

4.根据权利要求3所述的声学超材料元胞，其特征在于，高孔隙吸能介质为有机多孔材料、金属多孔材料或者陶瓷多孔材料。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的声学超材料元胞，其特征在于，声波从主通风道与第一声学腔体之间的声学开口进入，并与第一声学腔体形成共振腔；声波从主通风道与第二声学腔体之间的穿孔板进入，并与第二声学腔体内的高孔隙吸能介质形成吸声腔。

6.根据权利要求5所述的声学超材料元胞，其特征在于，所述第一声学腔体内设置有N个第一隔板，N个第一隔板将第一声学腔体分隔成N+1个第一声学小腔，各第一声学小腔与主通风道之间均开设有声学开口，N+1个第一声学小腔分别通过对应的声学开口与主通风道连通，N为零或正整数。

7.根据权利要求5所述的声学超材料元胞，其特征在于，所述第二声学腔体内设置M个第二隔板，M个第二隔板将第二声学腔体分隔成M+1个第二声学小腔，各第二声学小腔与主通风道之间的侧壁均为穿孔板，穿孔板上开设有微穿孔，M+1个第二声学小腔分别通过对应的微穿孔与主通风道连通，M为零或正整数。

8.根据权利要求6所述的声学超材料元胞，其特征在于，每个第一声学小腔中均设置若干个第三隔板，若干第三隔板通过交替间隔设置将各第一声学小腔分隔成卷曲迷宫腔。

9.根据权利要求7所述的声学超材料元胞，其特征在于，每个第二声学小腔中设置若干个第四隔板，若干第四隔板通过交替间隔设置将各第二声学小腔分隔成卷曲迷宫腔。

10.超材料通风降噪消声器，其特征在于，包括入口管、出口管和n个同轴且紧密串接在一起的如权利要求1、2、3、4、6、7、8或9所述的声学超材料元胞，第i个声学超材料元胞的第二声学腔体与第i+1个声学超材料元胞的第一声学腔体紧密连接，i＝1,2...，n，n为大于等于2的正整数，n个声学超材料元胞的主通风道彼此联通；

第1个声学超材料元胞的第一声学腔体的主通风道与入口管连接且贯通，第n个声学超材料元胞的第二声学腔体的主通风道与出口管连接且贯通。

11.根据权利要求10所述的超材料通风降噪消声器，其特征在于，n个声学超材料元胞沿主通风道轴向方向的长度相同；

或者，沿主通风道轴向方向依次排布的第1个声学超材料元胞至第n个声学超材料元胞其沿主通风道轴向方向的长度呈递增、呈递减或者无规律随机变化。

12.根据权利要求10所述的超材料通风降噪消声器，其特征在于，n个声学超材料元胞中第一声学腔体的声学开口角度大小相同；

或者，沿主通风道轴向方向依次排布的第1个声学超材料元胞至第n个声学超材料元胞中第一声学腔体的声学开口角度大小呈递增、呈递减或者无规律随机变化。