Акустическая метаповерхность Коха для широкополосной диффузии звука в автомобильных акустических системах
Автолюбители готовы дорого заплатить за стереосистемы, которые улучшат качество звука в их автомобилях. Однако направленность динамиков и сложная форма салона автомобиля могут усилить разницу в звучании между водителем и пассажирами, независимо от того, насколько продвинута акустическая система. В журнале "Прикладная физика" появилась статья о создании прототипа, использующего фрактал для смягчения звуковых различий.
Рис. Прототип фрактальной метаповерхности был отлит и протестирован в автомобильной акустической системе. Источник: Ли и др.
Чтобы создать широкополосный контроль волнового фронта, обеспечивающего более равномерное распределение акустической энергии в автомобильном салоне для всех пассажиров, необходимо усилить дифракцию (огибание звуковых волн вокруг фрактала) без увеличения размера метаматериала. На эту роль как раз подходит фрактальная конструкция Коха — с увеличением размерности фрактала площадь остаётся постоянной, в то время как периметр может значительно увеличиваться.
Чтобы создать свой метаматериал, исследователи использовали точное литье для придания фракталу формы, а затем поместили его над автомобильным динамиком. Они измерили уровни звукового давления на разных сиденьях автомобиля и обнаружили, что разница значительно уменьшилась, в том числе на высоких частотах, с чем сталкиваются многие динамики.
Результаты испытаний в условиях автомобиля в полной мере соответствовали результатам лабораторных исследований, что свидетельствует о надежности и стабильности работы фрактальной метаповерхности в различных условиях.
