Uzayda kıvrılmış bağlaşık rezonatörlerle geniş bantlı havalandırmalı akustik metamalzeme tasarımı

Bu tezde, uzayda kıvrılmış bağlaşık rezonatörlerle geniş bantlı havalandırmalı akustik metamalzeme tasarımı incelenmiştir. Temel amaç geniş bir frekans aralığında yüksek düzeyde ses azalması sağlayan ve hava akışı sırasında minimum hava basıncı kaybı ile sonuçlanan akustik metamalzeme tasarımları belirlemektir. Rezonatörlerin sayısı ve boyutları bu amaç için optimize edilmiştir. İkiden fazla rezonatörü (kanalı) birleştirmek için tek rezonatörlü tasarımın analitik modeli transfer matris yöntemi kullanılarak oluşturulmuştur. Akabinde doğrulama için iletim kaybı özellikleri sonlu elemanlar modeli ile karşılaştırılır. Bir rezonatör için doğrulamadan sonra, transfer matrislerinin paralel bağlanması kullanılarak iki rezonatörlü tasarımın analitik modeli elde edilmiştir. Transfer matrislerinin paralel bağlantısına yönelik türetme yapıldıktan sonra, ikiden fazla rezonatöre sahip tasarımın analitik modeli için yeni bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntem kullanılarak, belirli bir iletim kaybı kısıtlaması için en geniş frekans aralığında ses yalıtımı gerçekleştirmek amacıyla bağlaşık rezonatörlerin sayısı ve/veya boyutları değiştirilerek eniyileme yapılmıştır. Rezonatörlerin uygun sayısı ve boyutları belirlendikten sonra, önerilen tasarımın sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. Genetik algoritma kullanılarak, sonlu elemanlar modelindeki uzunlukları belirlemek için analitik rezonatör uzunlukları güncellenmiştir. Yalıtım aralığının hedef iletim kaybı ve kanal boyutlarına bağlılığını göstermek için parametrik çalışmalar yapılmıştır. 10 dB gibi düşük iletim kaybı hedefleri için, iki kanallı tasarımın hem geniş yalıtım aralığı hem de düşük basınç kaybı sağlayabildiği gösterilmiştir. Öte yandan, 50 dB veya 60 dB gibi yüksek iletim kaybı hedefleri için üç veya dört kanallı tasarım iki kanallı tasarımdan daha geniş yalıtım aralığı ve daha düşük basınç kaybı sağlayabilmektedir.