该研究提出了一种新型的超宽带、宽角度声学吸收器，该吸收器基于周期性声学刚性-超多孔复合阵列，为噪声污染治理带来了新的解决方案。

噪声污染已成为全球性问题，严重影响人们的健康和生活质量。传统声学吸收材料如多孔泡沫和纤维材料在特定频率范围内表现出良好的吸声效果，但在实际应用中，由于噪声通常是超宽带的，这些材料的吸声性能往往受限。近年来，声学超材料和超表面技术的发展为声学控制提供了新的思路，但现有超材料基复合结构的吸声系数难以在任意入射角度下超过80%，尤其是在人类听觉敏感的500至4000赫兹频率范围内。

    该研究提出了一种基于周期性声学刚性-超多孔复合阵列的超宽带声学吸收器。通过数值模拟验证，该吸收器在500至4000赫兹的频率范围内，平均吸声系数达到90.9%，且在±75度的入射角度范围内均表现出优异的吸声性能。与传统声学吸收器相比，该设计不仅吸收性能更优，而且结构更加紧凑，适合在有限空间内使用。

    该声学吸收器由周期性排列的声学刚性隧道和楔形多孔材料组成。声学刚性隧道内部设计了亚波长突起结构，通过调节这些结构的几何参数，可以改变声波的传播路径和折射率，从而实现超宽带和近无色散的声学特性。当声波进入吸收器时，由于楔形多孔材料的存在，声波的折射率在隧道内从上到下逐渐变化，确保吸收器与空气的阻抗匹配，从而使大部分声波能量被吸收，反射能量极小。

    该超宽带声学吸收器具有结构紧凑、吸声性能优异的特点，适用于各种需要高效吸声的室内环境，如居住空间、办公场所和娱乐场所等。其设计为噪声污染治理提供了新的思路，有望在未来的声学工程和噪声控制领域得到广泛应用。

    该研究发表在《Discovery and Application of Science》上，作者为太原理工大学光信专业本科生张栋国。

论文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-025-06505-4

研究成果被“21dB声学人”报道，报道原文：

https://mp.weixin.qq.com/s/vrXLHYvW74fC45igPUAGXg

论文引用

Zhang, D., Sun, F., & Liu, Y. Ultra‑broadband acoustic absorber based on periodic acoustic rigid‑metaporous composite array. Discover Applied Sciences, 7, 94 (2025).