The proposed project focuses on a basic research of design tools and fundamental properties of planar acoustic metamaterials and a research of methods for control of their acoustic impedance in changing operational conditions. Acoustic tunable metamaterials will be realized as multilayer composite shells with piezoelectric elements. Active control of their acoustic impedance will be realized by connecting the piezoelectric elements to active electric shunt circuits with negative impedance converters or gyrators. Methods of adaptive piezoelectric shunt damping will be researched. Design of metamaterials with given acoustic impedance will be realized using Finite Element Method simulations. The acoustic properties of the realized metamaterials will be evaluated using acoustic transmission loss and acoustic absorption coefficient measurements. Static and dynamic displacements of metamerials produced by electric voltage will be measured using Digital Holographic Interferometry. The project results will be applicable in a design of noise shielding systems, sound-absorbing panels, etc. (en)
Podstatou projektu je výzkum návrhových metod a základních vlastností plošných akustických metamateriálů a dále výzkum metod pro aktivní řízení jejich akustické impedance v proměnných pracovních podmínkách. Akustické laditelné (aktivní) mematamateriály budou realizovány jako vrstvené kompozitní skořepiny s piezoelektrickými prvky. Aktivního řízení jejich akustické impedance bude docíleno připojením piezoelektrické části metamateriálu k aktivnímu elektrickému jednobranu se záporným impedančním měničem nebo gyrátorem. Budou vyvíjeny adaptivní metody tlumení tzv. Piezoelectric shunt damping. Návrh metamateriálu s požadovanými vlastnostmi bude proveden pomocí simulací metodou konečných prvků. Akustické vlastnosti realizovaného metamateriálu budou zhodnoceny měřením akustické přenosové ztráty, koeficientu absorpce, apod. Statické a dynamické výchylky metamateriálu způsobené elektrickým napětím budou měřeny digitální holografickou interferometrií. Výsledkem projektu jsou metody a návrhové nástroje aplikovatelné v designu systémů protihlukových štítů, zvukově-absorpčních panelů, apod.