Forskare vid Institute of Acoustics (IOA) vid den kinesiska vetenskapsakademin har designat och tillverkat en undervattens akustisk mattmantel med hjälp av transformationsakustik, en vetenskaplig första. Forskningen publicerades online i Vetenskapliga rapporter den 6 april.

En akustisk mantel är ett materialskal som kan styra utbredningsriktningen för ljudvågor för att göra ett mål oupptäckbart i ett akustiskt system. Mattmanteln modifierar målets akustiska signatur och efterliknar det akustiska fältet som erhålls från ett reflekterande plan så att det täckta målet inte går att skilja från den reflekterande ytan.

Området transformation akustik fokuserar på design av nya akustiska strukturer. Den visar hur man kontrollerar utbredningen av akustiska vågor. Parametrarna för mantelskalet kan ges av transformationsakustik.

Dock, i de flesta fallen, dessa parametrar är för komplexa för praktisk användning. För att lösa det här problemet, YANG Jun och hans IOA-team antog en skalningsfaktor och förenklade strukturen på mattmanteln med endast en blygsam impedansavvikelse. Forskargruppen använde sedan lager av mässingsplåtar med små kanaler fyllda med vatten för att konstruera modellmanteln. Detta material besitter effektiv anisotrop masstäthet i långvåglängdsregimer.

Strukturen på mattmanteln, består av skiktade mässingsplåtar, förenklas därför till bekostnad av viss impedansmatchning. "Mattmanteln har en enhetscellstorlek på cirka 1/40 av våglängden, vilket gör det möjligt att kontrollera akustiska undervattensvågor i den djupa subvåglängdsskalan, " sa YANG Jun.

Den föreslagna mattmanteln har visat bra prestanda i experimentella resultat över ett brett frekvensområde. I tester, en kort gaussisk puls fortplantar sig mot en målbula täckt med mattmanteln; den spridda vågen återvänder sedan i backspridningsriktningen. Det täckta föremålet härmar framgångsrikt det reflekterande planet och är omärkligt för ljuddetektering.