Plošné akustické metamateriály s aktivním řízením akustické impedance
ID projektu:GA13-10365S
Poskytovatel:Grantová agentura České republiky
Období:01.02.2013 - 31.12.2015
Příjemce -- koordinátor:Technická univerzita v Liberci -- Doc. Ing. Pavel Mokrý, Ph.D.
Spolupříjemce / hl. řešitel(é):Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., Praha -- doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D.
Spoluřešitelé z ÚFPP. Psota, R. Doleček, K. Steiger

Cíle projektu: 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.

Související výsledky:

Václavík J., Kodejška M., Mokrý P.: Wall-plug efficiency analysis of semi-active piezoelectric shunt damping systems. Journal of Vibration and Control 22 [11] (2016) 2582-2590. [ Link ]

Mokrý P.: Iterative method for solving the eikonal equation. Proceedings of SPIE 10151, Optics and Measurement International Conference 2016. Vol. 10151. Bellingham: SPIE, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, 2016 - (Kovačičinová, J.), č. článku 101510Z. SPIE. ISBN 978-1-5106-0753-8. ISSN 0277-786X. [ Link ]
[OAM 2016, Optics and Measurement International Conference 2016. Liberec (CZ), 11.10.2016-14.10.2016]

Steiger K., Mokrý P., Václavík J., Márton P., Nečásek J., Psota P., Doleček R., Lédl V.: Potlačování emise hluku pomocí piezoelektrických prvků s řízenou tuhostí/kap.8/. Aplikace piezoelektrických prvků v mechanických a akustických soustavách. Liberec : VÚTS, a.s, 2015, s. 95-116. ISBN 978-80-87184-57-8 [ Anotace ]

Steiger K., Mokrý P.: Finite element analysis of the macro fiber composite actuator: macroscopic elastic and piezoelectric properties and active control thereof by means of negative capacitance shunt circuit. Smart Materials & Structures 24 [2] (2015) 025026-025026. [ Link ]

Mokrý P., Václavík J., Nečásek J., Steiger K., Psota P., Doleček R.: Noise transmission through active acoustic metamaterials in the negative elasticity regime. Proceedings of the 22nd International Congress on Sound and Vibration (ICSV22), 2015. Florence: International Institute of Acoustics and Vibration (IIAV), 2015, 2015 - (Crocker, M.; Pawelczyk, M.; Pedrielli, F.; Carletti, E.; Luzzi, S.), s. 1117-1125. ISBN 978-88-88942-48-3. ISSN 2329-3675. [ Link ]
[International Congress on Sound and Vibration (ICSV22)/22./. Florence (IT), 12.07.2015-16.07.2015]

Mokrý P., Psota P., Steiger K., Václavík J., Doleček R., Lédl V., Šulc M.: Noise suppression in curved glass shells using macro-fiber-composite actuators studied by the means of digital holography and acoustic measurements. AIP ADVANCES 5 [2] (2015) 27132-27132. [ Link ]

Pintr P., Vápenka D., Mašek M.: Objev nové ELL proměnné hvězdy v souhvězdí Kentaura a možnost detekce nových exoplanet pomocí dalekohledu FRAM. Jemná mechanika a optika 60 [2] (2015) 65-68. [ Anotace ] [ Link ]

Psota P., Lédl V., Vojtíšek P., Doleček R., Kopecký V.: 3D form inspection of grinded optical surfaces by digital holography. Proceedings of SPIE Vol. 9442: Optics and Measurement Conference 2014. Vol. 9442. Bellingham : SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING, 2015 - (Kovačičinová, J.; Vít, T.), s. 944218-944218 ISBN 978-1-62841-557-5. ISSN 0277-786X. - (SPIE). [ Link ]
[Optics and Measurement Conference 2014 (OaM 2014). Liberec (CZ), 07.10.2014-10.10.2014]

Psota P., Lédl V., Vojtíšek P., Václavík J., Doleček R., Mokrý P.: Advanced time average holographic method for measurement in extensive vibration amplitude range with quantitative single-pixel analysis. Proceedings of SPIE Vol. 9508: Holography: Advances and Modern Trends IV. Vol. 9508. Bellingham : SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING, 2015 - (Hrabovsky, M.; Sheridan, J.; Fimia, A.), 95080N-95080N ISBN 978-1-62841-629-9. ISSN 0277-786X. - (SPIE). [ Link ]
[Conference on Holography - Advances and Modern Trends IV. Prague (CZ), 15.04.2015-16.04.2015]

Kodejška M., Mokrý P., Steiger K., Václavík J., Márton P., Nečásek J.: Adaptivní systémy pro potlačení přenosu vibrací pomocí piezoelektrických prvků s řízenou tuhostí/kap.7/. Aplikace piezoelektrických prvků v mechanických a akustických soustavách. Liberec : VÚTS, a.s, 2015, s. 75-93. ISBN 978-80-87184-57-8 [ Anotace ]

Mokrý P., Steiger K., Václavík J., Psota P., Doleček R., Márton P., Kodejška M., Černík M.: Noise shielding using active acoustic metamaterials with electronically tunable acoustic impedance. Proceedings of INTERNOISE2014. Toowong DC QLD 4066 : The Australian Acoustical Society, 2014 - (Davy, J.; Don, C.; McMinn, T.; Dowsett, L.; Broner, N.; Burgess, M.), s. 1-9 ISBN 978-0-909882-04-4.
[Internoise 2014 Conference. Melbourne (AU), 16.11.2014-19.11.2014]

Steiger K., Mokrý P., Václavík J., Kodejška M.: Wide Frequency Range Noise Shield using Curved Glass Plates with Piezoelectric Macro Fiber Composite Actuators. 2014 Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics, International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices & Workshop on Piezoresponse Force Microscopy (ISAF/IWATMD/PFM). State College, PA : IEEE, 2014, s. 1-4. - (IEEE). [ Link ]
[2014 Joint IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics, International Workshop on Acoustic Transduction Materials and Devices & Workshop on Piezoresponse Force Microscopy (ISAF/IWATMD/PFM). State College, PA (US), 12.05.2014-16.05.2014]

Václavík J., Kodejška M., Mokrý P.: Wall-plug efficiency analysis of semi-active piezoelectric shunt damping systems. Journal of Vibration and Control 20 [-] (2014) "1077546314548910"-"1077. [ Link ]