Сделанные на основе оригами барьеры уменьшат шум в десять раз
© Kerstin/Flickr
Ученые создали прототип барьера для шума, свойства которого можно изменять благодаря сделанной на основе оригами подложке. Складывание изменяет расстояние между рассеивающими элементами, благодаря чему можно выборочно рассеивать звук разных частот. Статья с описанием опубликована в Journal of Applied Physics.
Подавлять шум от автострад довольно сложно из-за шума в широком спектре частот, который разные машины производят в разных условиях. Из применяемых сегодня устройств только напоминающие стены конструкции эффективно справляются с задачей.
Исследователи из Мичиганского университета предложили новый метод на основе оригами. Их идея заключается в том, чтобы установить массив рассеивающих звук вертикальных цилиндров, которые расположены на раскладывающейся алюминиевой подложке. Она сложена по технике Миура-ори, которую, в частности, используют для солнечных батарей, что позволяет менять расстояние между цилиндрами и их расположение относительно друг друга.
Различные конфигурации расположений вертикальных цилиндров в барьерах для шума. В нижнем ряду показаны поперечные сечения с выделенными элементарными ячейками соответствующих решеток Браве.
© M. Thota, University of Michigan
«Наш главный вклад состоит в разработке адаптивной структуры, которая может менять свою периодичность между разными решетками Браве с определенными симметриями, — поясняет соавтор работы Кон-Уэл Ван. — Известно, что если изменить структуру решетки подобным образом, то свойства распространения волн поменяются существенно».
Авторы подкрепляют идею теоретическими вычислениями и численным моделированием. Также они провели эксперименты с прототипом в масштабе 1:7. Его внедрение вызвало потери на 10 децибел в частотном диапазоне 10—1500 Гц, то есть уменьшили звуковое давление в десять раз, а расстояние, на котором слышно шум, уменьшилось в три раза — до 500 метров.