เพื่อให้ได้การกันเสียงที่สมบูรณ์กับแถบความถี่เฉพาะในประตูอลูมิเนียมที่รวมเข้ากับโครงสร้าง metamaterial การออกแบบจะต้องรวมการควบคุมการสั่นพ้องที่ปรับแต่งสถาปัตยกรรมหลายชั้นและวิศวกรรมที่มีความแม่นยำ ด้านล่างเป็นวิธีการที่เป็นระบบ:
1. การออกแบบ metamaterial เฉพาะความถี่
วิศวกรรม BandGAP: รูปทรงของหน่วยการออกแบบเซลล์ (เช่นขดลวดเกลียว, ช่องเขาวงกต, หรือ resonators แยกแหวน) เพื่อสร้าง bandgaps phononic ที่บล็อกความถี่เป้าหมาย ตัวอย่างเช่นโครงสร้างที่ซ้อนกันของ Fano-resonant สามารถยับยั้งคลื่นความถี่ต่ำ (เช่น 100–500 Hz) โดยใช้ประโยชน์จากการรบกวนระหว่างโหมดเรโซแนนท์แบบแยกและสถานะการกระเจิงอย่างต่อเนื่อง
resonance ที่ปรับได้: รวมส่วนประกอบที่ปรับได้ (เช่นแอคทูเอเตอร์ piezoelectric หรือแม่เหล็ก shims) เพื่อเปลี่ยนช่วง bandgap แบบไดนามิกปรับให้เข้ากับแหล่งกำเนิดเสียงที่แตกต่างกัน
2. สถาปัตยกรรมชั้นนำ
การทำให้หมาด ๆ แกน: วัสดุ viscoelastic (เช่นคอมโพสิตซิลิโคน-รถเข็น) ระหว่างแผงอลูมิเนียมเพื่อกระจายพลังงานการสั่นสะเทือน ตัวอย่างเช่นแซนวิชอลูมิเนียมอลูมิเนียมอลูมิเนียม 3 ชั้นช่วยลดความถี่กลาง (500–2000 Hz) การส่งผ่าน 20–30 เดซิเบล
decoupled ระบบมวลสปริง: ใช้ฟันผุหรือตัวเว้นวรรคยืดหยุ่นเพื่อแยกการสั่นสะเทือน เฟรมอลูมิเนียมสองชั้นที่มีช่องว่างที่ปิดผนึกสูญญากาศ (5-10 มม.) สามารถลดทอนสัญญาณรบกวนความถี่สูง (> 2000 Hz) ผ่านความต้านทานต่อความต้านทาน
3. การรวมกลุ่มแบบไฮบริด
resonators ท้องถิ่น: แนบหน่วยเรโซแนนต์ความยาวคลื่นย่อย (เช่นตัวดูดซับประเภทเมมเบรนหรือช่องขด) เข้ากับพื้นผิวประตู resonators เหล่านี้แปลงพลังงานเสียงเป็นความร้อนที่ความถี่เฉพาะเช่น 315 Hz สำหรับ HVAC HUM หรือ 1250 Hz สำหรับเสียงการจราจร
โครงสร้างดัชนีไล่ระดับสี: ปรับใช้อาร์เรย์ metamaterial ให้คะแนนเพื่อขยาย bandgap ที่มีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นชั้นคริสตัลรูปทรงเกลียวสามารถขยายการลดทอนในช่วง 200-800 Hz
4. การปิดผนึกขั้นสูงและการรักษาขอบ
ซีลเลเยอร์สามชั้น: ใช้ปะเก็นยาง EPDM พร้อมแถบแม่เหล็กเพื่อกำจัดเส้นทางขนาบข้าง การทดสอบแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้จะลดการรั่วไหลลง 15 เดซิเบลที่บานพับและเกณฑ์
Acoustic Decoupling: ติดตั้งติดตั้งต่อต้านการสั่นสะเทือนที่ทางแยกเฟรมประตูเพื่อป้องกันการส่งผ่านโครงสร้าง การศึกษาแสดงให้เห็นถึงการลดลง 12 เดซิเบลในการสั่นสะเทือน 63 Hz โดยใช้ตัวแยกโพลียูรีเทน
5. การตรวจสอบความถูกต้องและการปรับแต่ง
การจำลองเชิงตัวเลข: การออกแบบให้เหมาะสมโดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (FEA) เพื่อทำนายการสูญเสียการส่งสัญญาณ (TL) ข้ามความถี่ ตัวอย่างเช่น metamaterial ผนังสองชั้นโค้งได้รับ 50 dB TL ที่ 2900 Hz ในการจำลอง
การทดสอบภาคสนาม: ดำเนินการวัดในโลกแห่งความเป็นจริงด้วยต้นแบบ metamaterial ที่ปรับได้ แผงประตู Fano-Resonant ที่พิมพ์ 3D แสดง 45 dB TL ที่ 800 Hz ในการทดลองในห้องปฏิบัติการ
การเพิ่มประสิทธิภาพเฉพาะแอปพลิเคชัน
ประตูทางเข้า: จัดลำดับความสำคัญการลดทอนบรอดแบนด์ (100–3000 Hz) โดยใช้ metamaterials ไฮบริดและแมวน้ำที่ใช้งานหนักเพื่อปิดกั้นเสียงรบกวนในเมือง
ประตูห้อง: มุ่งเน้นไปที่ความถี่กลางสูง (500–4000 Hz) พร้อมตัวสะท้อนเมมเบรนที่มีน้ำหนักเบาสำหรับการพูดและการแยกดนตรี
Villa Door: รวมแดมเปอร์ความถี่ต่ำ (เช่น Resonators Helmholtz) และการตกแต่งที่สวยงาม (เช่นแผ่นไม้อัดไม้) สำหรับสภาพแวดล้อมที่หรูหรา
ด้วยการรวมนวัตกรรม metamaterial เข้ากับหลักการอะคูสติกแบบดั้งเดิมประตูอลูมิเนียมสามารถบรรลุการกันเสียงแบบเลือกความถี่ในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความยืดหยุ่นในการออกแบบ ไม่ว่าจะเป็นประตูทางเข้าประตูห้องหรือประตูวิลล่าวิธีการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะแก้ปัญหาที่ปรับแต่งได้สำหรับความท้าทายด้านเสียงที่หลากหลาย
