Stanowisko badawcze do demonstracji działania dźwiękochłonnych metamateriałów akustycznych w falowodach o przekroju okrągłym

Abstract

This paper is concerned with the construction of a demonstration kit to illustrate the applications of acoustic resonance-based suppressors in the context of narrowband industrial noise suppression. The kit consists of two main components – a circular waveguide and interchangeable silencer elements inserted into the waveguide channel. The functionality of the attenuators is demonstrated using an application that compares the acoustic spectrum of the signal recorded at the outlet of the waveguide without the attenuators installed and with the attenuators in place. Construction steps of the demonstration kit are presented as well as the process of optimising the geometry of the resonator dampers and the difficulties of using 3D printing in the manufacturing processes of acoustic metamaterials are presented. The possibilities of using the demonstration set in the context of teaching, science communication and tackling acoustic noise pollution were also discussed. The broad possibilities for further development of the design, particularly the potential for use in prototyping new geometries of acoustic metamaterials were also addressed.

Niniejszy tekst dotyczy konstrukcji zestawu popularyzatorskiego demonstrującego zastosowania tłumików wykorzystujących rezonans akustyczny w kontekście tłumienia hałasu przemysłowego o charakterze wąskopasmowym. Zestaw składa się z dwóch głównych komponentów: falowodu o przekroju okrągłym oraz wymiennych elementów tłumika umieszczanych w kanale falowodu. Demonstracja funkcjonalności tłumików odbywa się przy użyciu opracowanej aplikacji, która porównuje widmo akustyczne sygnału zarejestrowanego na wylocie falowodu bez zamontowanych tłumików oraz z zamontowanymi tłumikami. Przedstawiono kolejne etapy konstrukcji zestawu demonstracyjnego, proces optymalizacji geometrii tłumików rezonatorowych oraz trudności w zastosowaniu druku 3D w procesach produkcyjnych metamateriałów akustycznych. Omówiono możliwości zastosowania zestawu demonstracyjnego w kontekście dydaktycznym, popularyzacji nauki oraz walki z hałasem. Poruszono także kwestię szerokich możliwości dalszego rozwoju konstrukcji, w szczególności potencjału zastosowania w prototypowaniu nowych geometrii metamateriałów akustycznych.