聲波的反常傳播（負(fù)群速度，負(fù)折射等）是一種特殊且有趣的聲學(xué)現(xiàn)象。之前人們在各向同性平板、圓管中觀測到了這種現(xiàn)象，近期研究人員則通過開發(fā)具備這種特性的人工周期材料，以實(shí)現(xiàn)超分辨成像等應(yīng)用。作為一種典型的二維周期性結(jié)構(gòu)，蜂窩結(jié)構(gòu)因其優(yōu)異的性能而廣泛用于航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。然而，目前對于蜂窩結(jié)構(gòu)中聲傳播特征的研究仍不夠全面，這在一定程度上限制了蜂窩結(jié)構(gòu)在聲學(xué)上的進(jìn)一步應(yīng)用，以及對其聲學(xué)性能進(jìn)行檢測的新技術(shù)的開發(fā)。
中國科學(xué)院噪聲與振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的劉斌、原野等人研究發(fā)現(xiàn)，典型鎳基高溫合金釬焊蜂窩結(jié)構(gòu)的彎曲波模式存在負(fù)群速度特征。需要注意的是，該特征僅出現(xiàn)在蜂窩單元的前半部分，而在后半部分，群速度則轉(zhuǎn)變?yōu)檎Ｍㄟ^分析認(rèn)為，該負(fù)群速度特征源于同族不同階的蒙皮局域共振模式之間的排斥作用。研究人員繼續(xù)探討了此特征在蜂窩結(jié)構(gòu)中常見的蒙皮-蜂窩芯脫粘缺陷檢測中的應(yīng)用前景。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聲波在脫粘區(qū)域中傳播時(shí)，負(fù)群速度特征消失；聲波離開脫粘區(qū)域后，該特征在完好區(qū)域重新出現(xiàn)。因此，負(fù)群速度特征在檢測蜂窩結(jié)構(gòu)脫粘缺陷方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)研究成果2025年1月13日在線發(fā)表于應(yīng)用物理學(xué)著名期刊Applied Physics Letter。
本研究得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51805528）資助。
圖1?蜂窩結(jié)構(gòu)中負(fù)群速度特征示意圖（圖/中國科學(xué)院聲學(xué)研究所）
圖2?完好-脫粘-完好區(qū)域的群速度特征變化（圖/中國科學(xué)院聲學(xué)研究所）
關(guān)鍵詞：
蜂窩結(jié)構(gòu)；負(fù)群速度特征；脫粘；無損檢測
參考文獻(xiàn):
Yuan Ye, Liu Bin, Jia Han, Zhang Zhiguo. Observation of uncommon elastic wave group?velocity in common honeycomb structure and its potential for debonding detection. Applied Pyhsics Letters, 126, 022202 (2025).?DOI: 10.1063/5.0237493