Uma fotografia da amostra fabricada. Crédito:IOA
Pesquisadores do Instituto de Acústica (IOA) da Academia Chinesa de Ciências projetaram e fabricaram uma capa de tapete acústico subaquático usando acústica de transformação, um primeiro científico. A pesquisa foi publicada online em Relatórios Científicos em 6 de abril.
Um manto acústico é um invólucro de material que pode controlar a direção de propagação das ondas sonoras para tornar um alvo indetectável em um sistema acústico. O manto de carpete modifica a assinatura acústica do alvo e imita o campo acústico obtido de um plano refletivo de modo que o alvo encoberto é indistinguível da superfície refletora.
O campo da acústica de transformação se concentra no projeto de novas estruturas acústicas. Mostra como controlar a propagação de ondas acústicas. Os parâmetros do manto podem ser dados pela acústica de transformação.
Contudo, na maioria dos casos, esses parâmetros são muito complexos para uso prático. Para resolver este problema, YANG Jun e sua equipe IOA adotaram um fator de escala e simplificaram a estrutura da capa do tapete com apenas uma modesta diferença de impedância. A equipe de pesquisa então usou camadas de placas de latão com pequenos canais cheios de água para construir a capa do modelo. Este material possui densidade de massa anisotrópica efetiva em regimes de comprimento de onda longo.
Simulações numéricas do manto do tapete subaquático. Crédito:IOA
A estrutura do manto do tapete, composto por placas de latão em camadas, é, portanto, simplificado ao custo de alguma combinação de impedância. "O manto do tapete tem um tamanho de célula unitária de cerca de 1/40 do comprimento de onda, tornando-o capaz de controlar ondas acústicas subaquáticas na escala de sub-comprimento de onda profunda, "disse YANG junho.
O manto de carpete proposto mostrou bom desempenho em resultados experimentais em uma ampla faixa de frequência. Em testes, um curto pulso gaussiano se propaga em direção a uma protuberância alvo coberta com o manto de carpete; a onda espalhada então retorna na direção de retroespalhamento. O objeto encoberto imita com sucesso o plano refletivo e é imperceptível à detecção de som.
