Ученые нашли способ заглушать шум, не нарушая вентиляцию
Группа исследователей под руководством профессора Николаса X. Фанга из Гонконгский университет открыла новый метод, позволяющий создавать конструкции, одновременно эффективно поглощающие звук и обеспечивающие свободную циркуляцию воздуха. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Создание помещений с хорошей вентиляцией и одновременно низким уровнем шума традиционно считалось сложной задачей. Вентиляционные отверстия и воздуховоды, обеспечивающие приток свежего воздуха, обычно пропускают посторонние звуки. С другой стороны, толстые звукопоглощающие панели препятствуют циркуляции воздуха, что ограничивает возможности инженеров при проектировании зданий, транспортных средств и оборудования.
Команда ученых совместно с коллегами из Кембриджский университет и промышленным партнером разработала инновационный подход, основанный на принципе «дуальной симметрии» — концепции, изначально применявшейся в теоретической физике. Исследователи обнаружили, что симметрия конструкции напрямую влияет на эффективность поглощения звука в широком диапазоне частот, что ранее считалось невозможным.
Используя этот принцип, инженеры создали двухкамерную акустическую систему. При попадании звуковых волн в конструкцию возникает деструктивная интерференция: волны взаимно компенсируют друг друга, теряя энергию, а поток воздуха при этом практически не нарушается.
Лабораторные испытания показали высокую эффективность нового материала: он поглощал более 86% шума в широком диапазоне частот — от низких гудящих тонов до высоких. Конструкция также превзошла по эффективности традиционные пенопластовые панели той же толщины. Для оценки разработчики ввели новый параметр — «коэффициент качества», объединяющий показатели звукопоглощения, воздухопроницаемости и толщины материала.
Применение этой технологии обещает широкий спектр возможностей: создание тихих домов и офисов без ухудшения вентиляции, снижение шума на производствах, в авиационных двигателях и транспортных системах. Благодаря возможностям компьютерного моделирования и оптимизации с использованием искусственного интеллекта конструкции можно адаптировать под различные условия эксплуатации.
Создание помещений с хорошей вентиляцией и одновременно низким уровнем шума традиционно считалось сложной задачей. Вентиляционные отверстия и воздуховоды, обеспечивающие приток свежего воздуха, обычно пропускают посторонние звуки. С другой стороны, толстые звукопоглощающие панели препятствуют циркуляции воздуха, что ограничивает возможности инженеров при проектировании зданий, транспортных средств и оборудования.
Команда ученых совместно с коллегами из Кембриджский университет и промышленным партнером разработала инновационный подход, основанный на принципе «дуальной симметрии» — концепции, изначально применявшейся в теоретической физике. Исследователи обнаружили, что симметрия конструкции напрямую влияет на эффективность поглощения звука в широком диапазоне частот, что ранее считалось невозможным.
Используя этот принцип, инженеры создали двухкамерную акустическую систему. При попадании звуковых волн в конструкцию возникает деструктивная интерференция: волны взаимно компенсируют друг друга, теряя энергию, а поток воздуха при этом практически не нарушается.
Лабораторные испытания показали высокую эффективность нового материала: он поглощал более 86% шума в широком диапазоне частот — от низких гудящих тонов до высоких. Конструкция также превзошла по эффективности традиционные пенопластовые панели той же толщины. Для оценки разработчики ввели новый параметр — «коэффициент качества», объединяющий показатели звукопоглощения, воздухопроницаемости и толщины материала.
Применение этой технологии обещает широкий спектр возможностей: создание тихих домов и офисов без ухудшения вентиляции, снижение шума на производствах, в авиационных двигателях и транспортных системах. Благодаря возможностям компьютерного моделирования и оптимизации с использованием искусственного интеллекта конструкции можно адаптировать под различные условия эксплуатации.
Автор: Павлова Ольга
Вчера, 14:48
Вчера, 14:48
