Email this article 
Tangential Impedance
- Authors: Kanev N.G.1,2
-
Affiliations:
- Andreev Acoustic Institute, 117036, Moscow, Russia
- Moscow Bauman State Technical University, 105005, Moscow, Russia
- Issue: Vol 69, No 2 (2023)
- Pages: 270-274
- Section: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ АКУСТИКИ
- URL: https://journals.rcsi.science/0320-7919/article/view/134434
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791922600445
- EDN: https://elibrary.ru/ITDVVH
- ID: 134434
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The problem of reflection of a plane sound wave from a rigid surface covered with dipole resonators is solved. It is shown that such a surface responds to obliquely incident waves, while the found angular dependence of the reflection coefficient cannot be obtained for surfaces whose properties are described by conventional impedance. Therefore, the concept of tangential impedance is proposed: the ratio of tangential acoustic force on a surface to its normal velocity. It is shown that the tangential impedance can be both isotropic and anisotropic; i.e., the magnitude of the latter depends on the direction of the incident wave. It is proposed to call the corresponding surfaces unpolarized and polarized. In some cases, tangential impedance can be useful for macroscopic description of complex metasurfaces.
About the authors
N. G. Kanev
Andreev Acoustic Institute, 117036, Moscow, Russia; Moscow Bauman State Technical University, 105005, Moscow, Russia
Author for correspondence.
Email: nikolay.kanev@mail.ru
Россия, 117036, Москва, ул. Шверника 4; Россия, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул. 5, стр. 1
References
- Li J., Wang W., Xie Y., Popa B.-I., Cummer S.A. A sound absorbing metasurface with coupled resonators // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 109. P. 091098.
- Dogra S., Gupta A. Design, manufacturing, and acoustical analysis of a Helmholtz resonator-based metamaterial plate // Acoustics. 2021. V. 3. P. 630–641.
- Бобровницкий Ю.И., Морозов К.Д., Томилина Т.М. Периодическая поверхностная структура с экстремальными акустическими свойствами // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 2. С. 147–151.
- Wang Y., Cheng Y., Liu X. Ultrathin acoustic cloaking by a conformal hybrid metasurface // Scientific Reports. 2019. V. 9. P. 12700.
- Esfahlani H., Karkar S., Lissek H., Mosig J.R. Acoustic carpet cloak based on an ultrathin metasurface // Phys. Rev. B. 2016. V. 94. P. 014302.
- Бобровницкий Ю.И., Томилина Т.М. Поглощение звука и метаматериалы (Обзор) // Акуст. журн. 2018. Т. 64. № 5. С. 517–525.
- Li J., Wen X., Sheng P. Acoustic metamaterials // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. 171103.
- Du Y., Wu W., Chen W., Lin Y., Ghi Q. Control the structure to optimize the performance of sound absorption of acoustic metamaterial: A review // AIP Advances. 2021. V. 11. P. 060701.
- Wang H., Mao Q. Development and investigation of fully ventilated deep subwavelength absorbers // Symmetry. 2021. V. 13. P. 1835.
- Li Y., Liang B., Gu Z.M., Zou X.Y., Cheng J.C. Reflected wavefront manipulation based on ultrathin planar acoustic metasurfaces // Sci. Rep. 2013. V. 3. 02546.
- Yang Z., Mei J., Yang M., Chan N.H., Sheng P. Membrane-type acoustic metamaterial with negative dynamic mass // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. 204301.
- Lu Z., Yu X., Lau S.-K., Khoo B.C., Cui F. Membrane-type acoustic metamaterial with eccentric masses for broadband sound isolation // Appl. Acous. 2020. V. 157. 107003.
- Schwan L., Umnova O., Boutin C. Sound absorption and reflection from a resonant metasurface: Homogenisation model with experimental validation // Wave Motion. 2017. V. 72. P. 154–172.
- Канев Н.Г., Миронов М.А. Дипольный резонансный рассеиватель звука // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 3. С. 372–375.
- Канев Н.Г., Миронов М.А. Дипольный резонансный глушитель на выходе узкой трубы // Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 3. С. 335–339.
- Лапин А.Д. Резонатор монопольно-дипольного типа в узкой трубе // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 6. С. 855–857.
- Канев Н.Г., Миронов М.А. Монопольно-дипольный резонансный поглотитель в узком волноводе // Акуст. журн. 2005. Т. 51. № 1. С. 111–116.
- Лапин А.Д., Миронов М.А. Поглощение звука плоской решеткой монопольно-дипольных рассеивателей // Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 4. С. 497–501.
- Ерофеев В.И., Колесов Д.А., Мальханов А.О. Нелинейные локализованные продольные волны в метаматериале, задаваемом как цепочка “масса-в-массе” // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 5. С. 475–478.
- Mironov M. The dipole resonator and dipole waveguide insulator in dense liquid medium // Acoustics. 2022. V. 4. P. 469–478.
- Исакович М.А. Теория волноводной изоляции волн в длинных линиях // Труды Всесоюзной конференции “Распространение и дифракция волн”, Ереван. 1973. Т. 60. № 2. С. 145–151.
- Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973.
- Лапин А.Д., Миронов М.А. Изоляция звукового поля плоской решеткой малых рассеивателей // Труды XI сессии РАО. 2001. Т. 1. С. 192–194.
- Канев Н.Г. Поглощение звука решеткой активных резонаторов вблизи импедансной поверхности // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 6. С. 744–747.
Supplementary files
