Akustické metamateriály s negativní tuhostí využívající magnetických obvodů

Abstract

Práce se zabývá problematikou možné úpravy vlastností membránového absorbéru za účelem změny rezonanční frekvence beze změny rozměrů. K tomu je využito akustických metamateriálů vykazujících jev negativní tuhosti. Principy a možnosti využití tohoto jevu jsou prozkoumány z teoretického hlediska a popsány matematicky. Jsou nastíněny možnosti simulace tohoto systému a blíže jsou popsány základy metody konečných prvků. Membránový absorbér je simulován v softwaru COMSOL Multiphysics a je zjištěna změna jeho rezonanční frekvence při zavedení negativní tuhosti. Je vysvětlen proces simulace a její výsledky porovnány s hodnotami naměřenými na zkonstruovaném fyzickém modelu.The thesis deals with the matter of possible modification of membrane absorber properties to change its resonant frequency without needing to change its proportions. To achieve this, acoustic metamaterials displaying the phenomenon of negative stiffness are used. The principles and possible utilization of this phenomenon are studied from a theoretical point of view and mathematically explained. The possibilities of simulation of this system are outlined and the basics of finite element method are described. The membrane absorber is simulated in the COMSOL Multiphysics software, and it was found how introducing the negative stiffness influences the resonant frequency. The process of simulation is explained in the text and the results are compared with the values measured on a physical model.