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KR101777467B1 - Broadband acoustic metamaterial unit element and structure using the same - Google Patents

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KR101777467B1
KR101777467B1 KR1020150139383A KR20150139383A KR101777467B1 KR 101777467 B1 KR101777467 B1 KR 101777467B1 KR 1020150139383 A KR1020150139383 A KR 1020150139383A KR 20150139383 A KR20150139383 A KR 20150139383A KR 101777467 B1 KR101777467 B1 KR 101777467B1
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Abstract

본 발명은 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기; 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부; 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램을 포함하는 광대역 음향 메타물질 단위요소 및 이를 이용한 구조물에 관한 것이다. The present invention relates to a container comprising a liquid and a saturated vapor mixture of said liquid; A liquid absorbing portion formed inside the container; And a diaphragm for sealing the container, and a structure using the same.

Description

광대역 음향 메타물질 단위요소 및 이를 이용한 구조물{BROADBAND ACOUSTIC METAMATERIAL UNIT ELEMENT AND STRUCTURE USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a broadband acoustic meta-

본 발명은 광대역 음향 메타물질 단위요소 및 이를 이용한 구조물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a broadband sound meta-material unit element and a structure using the same.

음향 메타물질은 자연계에 존재하는 유체가 가질 수 있는 밀도와 효율체적탄성률의 범위를 초월하는 효율밀도와 효율체적탄성률을 갖는 인공적인 구조이며, 일반적으로 유체 내부에 음향 메타물질 단위요소들이 어레이 형태로 배열된다.Acoustic metamaterial is an artificial structure with efficiency density and effective volumetric elasticity over the range of density and effective volume elastic modulus that natural fluid can have. Generally, acoustic metamaterial unit elements are arrayed .

이러한 음향 메타물질을 이용해서 자연계에 존재하는 물질이 낼 수 없는 특성을 갖는 음향 매질을 제조하는 것이 가능해짐에 따라 음향투명망토, 음향슈퍼렌즈, 흡음판, 차음판 및 머플러 등이 개발되고 있다. 특히, 효율체적탄성률이 공기에 비해서 매우 작은 메타물질을 사용하면, 흠음판, 차음판 및 머플러로서 성능을 획기적으로 향상시키는 것이 가능하게 된다. Acoustic transparent cloak, acoustic super lens, sound absorbing plate, sound insulating plate, muffler, etc. have been developed as it becomes possible to produce an acoustic medium having properties that can not be obtained by substances existing in nature using such acoustic meta material. Particularly, when a meta material having an effective volume elastic modulus smaller than that of air is used, it becomes possible to drastically improve performance as a scratch plate, sound insulating plate and muffler.

극소 효율체적탄성률을 만드는 종래의 음향 메타물질 구조로는 헬름홀츠 공명기(Helmholtz resonator)를 단위요소로 하는 구조와 측구(side hole)를 단위요소로 하는 구조가 있다. 그러나, 이러한 두 가지 구조는 극소 효율체적탄성률이 구현되는 주파수의 범위가 매우 좁아서 광대역으로 응용에는 사용될 수 없다는 문제점이 있다. The conventional acoustic metamaterial structure for making the ultimate effective bulk modulus includes a structure having a Helmholtz resonator as a unit element and a structure having a side hole as a unit element. However, these two structures have a problem that the frequency range at which the bulk modulus of elasticity is realized is very narrow, so that it can not be used for a wide band application.

본 발명은 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기; 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부; 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램을 포함하는 광대역 음향 메타물질 단위요소 등을 제공하고자 한다. The present invention relates to a container comprising a liquid and a saturated vapor mixture of said liquid; A liquid absorbing portion formed inside the container; And a diaphragm for sealing the container, and the like.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기; 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부; 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램을 포함하는 광대역 음향 메타물질 단위요소를 제공한다.The present invention relates to a container comprising a liquid and a saturated vapor mixture of said liquid; A liquid absorbing portion formed inside the container; And a diaphragm for sealing the container.

상기 용기 내부의 효율체적탄성률은 10,000Pa 이하일 수 있다.The volume volumetric elastic modulus within the container may be 10,000 Pa or less.

상기 액체의 끓는점 온도는 30℃ 내지 200℃일 수 있다.The boiling point of the liquid may range from 30 ° C to 200 ° C.

상기 용기 내부에 형성되고, 상기 용기 내부를 상기 액체의 끓는점 온도로 유지하기 위한 항온 유지부를 더 포함할 수 있다.And a temperature holding portion formed inside the container and holding the inside of the container at the boiling point temperature of the liquid.

상기 항온 유지부는 상기 용기 내부를 가열하기 위한 가열부; 및 상기 다이어프램의 움직임에 따라 작동하는 피드백 신호부를 포함할 수 있다.Wherein the thermostatic holding unit comprises: a heating unit for heating the inside of the container; And a feedback signal unit operating according to the movement of the diaphragm.

상기 다이어프램의 내면에 형성된 안티포그(anti-fog) 코팅층을 더 포함할 수 있다.And an anti-fog coating layer formed on the inner surface of the diaphragm.

상기 다이어프램 외부 또는 내부에 형성된 단열층을 더 포함할 수 있다.And a heat insulating layer formed outside or inside the diaphragm.

상기 단열층은 일정 간격 이격된 복수의 층들로 형성되고, 상기 복수의 층들 사이에 형성된 보조가열부를 더 포함할 수 있다.The heat insulating layer may be formed of a plurality of layers spaced apart from each other by a predetermined distance, and may further include an auxiliary heating portion formed between the plurality of layers.

본 발명의 일 구현예로, 1차원, 2차원 또는 3차원 공간에 배치되고, 복수의 상기 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 포함하는 광대역 음향 메타물질 구조물을 제공한다.In one embodiment of the present invention, there is provided a broadband acoustic metamaterial structure disposed in a one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional space and including a plurality of the wideband sound meta-material unit elements.

본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소의 용기에 포함된 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물은 액체의 끓는점 온도에서 형성되는 것으로, 부피가 변화하더라도 일정한 압력을 유지하는바, 상기 용기 내부는 수 헤르츠 내지 수백 헤르츠에 걸친 넓은 주파수 대역, 즉 광대역에서, 예컨대 10,000Pa 이하의 극소 효율체적탄성률을 가진다. The liquid contained in the container of the broadband sound meta-material unit element according to the present invention and the saturated vapor mixture of the liquid are formed at the boiling point of the liquid and maintain a constant pressure even if the volume changes, To a few hundred hertz, i.e., in a wide frequency band, for example, 10,000 Pa or less.

따라서, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소 및 이를 이용한 구조물은 흡음판, 차음판 및 머플러로서 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.Therefore, the broadband sound meta-material unit element and the structure using the same according to the present invention can dramatically improve the performance as a sound-absorbing plate, a sound-insulating plate, and a muffler.

도 1은 등온 조건에서 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물에 대한 압력-부피 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소에서 다이어프램의 형상을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제3 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 도시한 것이다.
도 6은 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 1차원 공간에 배치한 구조물을 도시한 것이다.
도 7은 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 2차원 공간에 배치한 구조물을 도시한 것이다.
도 8은 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 3차원 공간에 배치한 구조물을 도시한 것이다.
Figure 1 shows a pressure-volume diagram for a saturated vapor mixture of liquid and liquid at isothermal conditions.
FIG. 2 illustrates a broadband sound meta-material unit element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates the shape of a diaphragm in a broadband sound meta-material unit element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a broadband sound meta-material unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a broadband sound meta-material unit element according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a one-dimensional space.
FIG. 7 shows a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a two-dimensional space.
FIG. 8 shows a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a three-dimensional space.

본 발명자들은 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물이 부피가 변화하더라도 일정한 압력을 유지함을 확인하고, 이를 용기에 포함시키는 경우, 용기 내부가 광대역에서 극소 효율체적탄성률을 가짐을 확인하고, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 완성하였다. The present inventors confirmed that the saturated vapor mixture of the liquid and the liquid maintains a constant pressure even when the volume changes, and when the container is incorporated into the container, it is confirmed that the inside of the container has a very small effective volume elastic modulus in a wide band, The broadband acoustic metamaterial unit element was completed.

본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 사용하여 음향 메타물질을 구성할 때는 타종의 음향 메타물질 단위요소와 혼합하여 사용할 수도 있고 혼합하지 않고 사용할 수도 있다. 혼합하지 않고 본 발명의 단위요소들 만을 어레이로 공간 상에 배열하면 효율체적탄성률은 매우 작고 효율밀도는 공간을 채우는 유체의 효율밀도 그대로인 음향 메타물질을 제작할 수 있다. 타종의 단위요소를 도입하여 혼합 구조를 형성하는 경우가 있는데, 가장 대표적인 목적은 효율체적탄성률을 매우 작게 만들고 동시에 효율밀도를 추가적으로 변화시키기 위해서이다. 이 때 도입하는 효율밀도 변화용 단위요소로는, 장력을 가한 막을 기본으로 하는 종류와 이중공명기를 사용하는 종류 등이 개발되어있다. 효율밀도 변화용 음향 메타물질 단위요소 중 한가지를 도입하여 본 발명의 체적탄성률용 단위 요소와 서로 교대로 배열되도록 어레이를 만들면, 예를 들면 효율체적탄성률이 작으면서 동시에 효율밀도는 채우는 유체에 비해 현저하게 큰 음향 메타물질을 구현하는 것이 가능하게 된다.When the acoustic meta-material is constituted by using the wide-band acoustic meta-material unit elements according to the present invention, the acoustic meta-material unit element may be mixed with other types of acoustic meta-material unit elements or may be used without mixing. By arranging only the unit elements of the present invention in space without mixing, the acoustic volumetric elastic modulus can be made very small and the efficiency density can be produced as the efficiency density of the fluid filling the space remains the same. In some cases, a mixed structure is formed by introducing other types of unit elements. The most representative purpose is to make the effective volume elastic modulus very small and at the same time to change the efficiency density further. As a unit element for changing the efficiency density introduced at this time, a kind based on a tensioned film and a type using a double resonator have been developed. When an array is formed such that one of the acoustic meta-material unit elements for changing the efficiency density is alternately arranged with the volume modulus unit elements of the present invention, for example, the efficiency bulk modulus is small, and at the same time, It becomes possible to realize a large acoustic meta material.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기; 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부; 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램을 포함하는 광대역 음향 메타물질 단위요소를 제공한다.The present invention relates to a container comprising a liquid and a saturated vapor mixture of said liquid; A liquid absorbing portion formed inside the container; And a diaphragm for sealing the container.

또한, 본 발명은 1차원, 2차원 또는 3차원 공간에 배치되고, 복수의 상기 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 포함하는 광대역 음향 메타물질 구조물을 제공한다. The present invention also provides a broadband acoustic metamaterial structure disposed in a one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional space and including a plurality of the wideband sound meta-material unit elements.

이때, 상기 광대역 음향 메타물질 구조물에 있어서, 상기 하나의 광대역 음향 메타물질 단위요소 및 이를 포함하는 공간을 단위셀이라 하는데, 단위셀의 크기 혹은 단위셀 간 간격은 음파의 파장에 비해 매우 작은 것을 특징으로 한다. 상기 단위셀의 크기는 상기 구조물 내의 음파의 파장의 1/2 이하일 수 있다Here, in the broadband acoustic metamaterial structure, the one wideband sound meta-material unit element and the space including the one wide-band sound meta material unit element are called a unit cell. The size of the unit cell or the interval between unit cells is very small . The size of the unit cell may be less than or equal to 1/2 of the wavelength of the sound wave in the structure

도 1은 등온 조건에서 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물에 대한 압력-부피 다이어그램을 나타낸 것이다.Figure 1 shows a pressure-volume diagram for a saturated vapor mixture of liquid and liquid at isothermal conditions.

도 1에 나타난 바와 같이, 액체가 기체로 상변이를 일으키는 액체의 끓는점 온도에서 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물(점선 내부 영역)을 형성할 수 있고, 이때, 혼합물은 부피가 변화하더라도 일정한 압력을 유지할 수 있는 것으로 확인되는바, 압력-부피 다이어그램 상에서 곡선의 기울기는 0으로, 최종적으로 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물의 효율체적탄성률은 0 Pa이 된다.As shown in FIG. 1, the liquid can form a saturated vapor mixture (dotted line inner region) of the liquid and the liquid at the boiling point temperature of the liquid causing the phase change to gas, wherein the mixture undergoes constant pressure The slope of the curve on the pressure-volume diagram is zero, and finally the effective volumetric elastic modulus of the saturated vapor mixture of liquid and liquid is 0 Pa.

본 발명에서 사용되는 “체적탄성률(bulk modulus)”이란, 물체에 등방성 압축력(hydrostatic pressure)이 가해졌을 때, 압축되지 않으려고 저항하려는 정도를 나타내는 값을 의미하며, 단위는 압력을 나타내는 단위와 같다:As used herein, the term " bulk modulus " refers to a value indicating the extent to which an object is subject to isotropic compressive stress and not to be compressed, and the unit is equal to the pressure unit :

체적탄성률(bulk modulus)=-V·

Figure 112015095843470-pat00001
.Bulk modulus = - V ·
Figure 112015095843470-pat00001
.

열역학적 시스템 중 거의 모든 경우에 압력-부피 다이어그램 상에서 곡선의 기울기(

Figure 112015095843470-pat00002
)는 음의 값을 가지므로 효율체적탄성률은 양의 값을 갖지만, 본 발명을 통하여, 효율체적탄성률이 0 Pa이 되는 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 찾아내고, 이를 이용한 것을 특징으로 한다. In almost all cases of thermodynamic systems, the slope of the curve on the pressure-volume diagram
Figure 112015095843470-pat00002
) Has a negative value, the effective volumetric elastic modulus has a positive value, but through the present invention, a liquid having an effective volumetric elastic modulus of 0 Pa and a saturated vapor mixture of the liquid are found and used.

도 2는 본 발명의 제1 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates a broadband sound meta-material unit element according to a first embodiment of the present invention.

도 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)는 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기(10); 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부(20); 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램(30)를 포함하여 형성된다. As shown in FIG. 2, the broadband sound meta-material unit element 100 according to the first embodiment of the present invention comprises a container 10 comprising a liquid and a saturated vapor mixture of the liquid; A liquid absorbing portion 20 formed inside the container; And a diaphragm 30 for sealing the container.

구체적으로, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)는 용기(10)를 포함하고, 상기 용기(10)는 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함한다. 이때, 상기 용기(10) 내부에 외부 공기는 제외시켜야 한다. 이때, 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물은 액체의 끓는점 온도에서 형성되는 것으로, 상기 용기(10) 내부는 대략적인 끓는점 온도를 유지할 수 있어야 한다.Specifically, the broadband sound meta-material unit element 100 according to the present invention comprises a vessel 10, which comprises a liquid and a saturated vapor mixture of the liquid. At this time, outside air should be excluded inside the container (10). At this time, the saturated vapor mixture of the liquid and the liquid is formed at the boiling point of the liquid, and the inside of the vessel 10 should be able to maintain the approximate boiling point temperature.

상기 액체는 끓는점이 비교적 낮은 것을 특징으로 하고, 상기 액체의 끓는점 온도는 30℃℃ 내지 200℃℃일 수 있다. 상기 액체로는 에탄올, 메탄올, 에탄올/메탄올 혼합물, 가솔린, 아세톤, 물 등이 사용될 수 있다.The liquid has a relatively low boiling point, and the boiling point of the liquid may be between 30 ° C and 200 ° C. As the liquid, ethanol, methanol, ethanol / methanol mixture, gasoline, acetone, water and the like can be used.

상기 용기(10)는 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함시키는바, 상기 용기(10) 내부는 광대역에서 극소 효율체적탄성률을 가질 수 있다. The vessel 10 includes a liquid and a saturated vapor mixture of the liquid, wherein the interior of the vessel 10 may have a minimal effective bulk modulus at a broadband.

구체적으로, 상기 용기(10) 내부의 효율체적탄성률은 공기의 체적탄성률의 1/10 수준에 해당하는 10,000 Pa 이하인 것이 바람직하고, 1,000 Pa 이하인 것이 더욱 바람직하고, 거의 0 Pa인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 용기(10) 내부는 효율체적탄성률이 O Pa이 되도록 상기 액체의 끓는점 온도를 유지하는 것이 바람직하다. Specifically, the volume volumetric elastic modulus of the inside of the container 10 is preferably 10,000 Pa or less, more preferably 1,000 Pa or less, most preferably substantially 0 Pa, which corresponds to 1/10 of the volume elastic modulus of air, But is not limited thereto. The inside of the container 10 preferably maintains the boiling point temperature of the liquid so that the effective volumetric elastic modulus becomes 0 Pa.

또한, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)는 액체 흡수부(20)를 포함하고, 상기 액체 흡수부(20)는 상기 용기(10) 내부에 형성되어, 상기 용기(10)에 포함된 액체를 흡수하는 역할을 하는바, 상기 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)의 성능을 좌우한다. 또한, 상기 액체 흡수부(20)는 흡수된 액체와 상기 액체의 포화증기가 접촉하는 표면을 최대화시킬 수 있도록 표면적이 넓은 것이 바람직한바, 다공성 재질로 형성될 수 있다. The broadband sound meta-material unit element 100 according to the present invention further includes a liquid absorbing portion 20 and the liquid absorbing portion 20 is formed inside the container 10, And absorbs the liquid contained therein, which determines the performance of the broadband sound meta-material unit element 100. The liquid absorbing portion 20 may have a large surface area so as to maximize the surface of the liquid absorbed by the saturated vapor of the liquid. The liquid absorbing portion 20 may be formed of a porous material.

즉, 상기 액체 흡수부(20)는 액체를 흡수할 수 있으면서도, 표면적이 넓은 것이 바람직하므로, 다공성 부직포 또는 스펀지가 적합할 수 있다.That is, since the liquid absorbing portion 20 is preferably capable of absorbing liquid and has a large surface area, a porous nonwoven fabric or a sponge may be suitable.

일 예로, 상기 액체 흡수부(20)의 표면적을 넓히기 위해서 액체의 흡수가 가능한 다공성 부직포 또는 스펀지를 물결 형태로 성형한 후, 이의 굴곡부끼리 접촉되도록 여러 겹을 수직으로 적층하였는바, 흡수된 액체와 상기 액체의 포화증기가 접촉하는 표면을 최대화시킬 수 있다.For example, in order to widen the surface area of the liquid absorbing portion 20, a porous nonwoven fabric or sponge capable of absorbing liquid is formed into a wavy form, and then a plurality of piles are stacked vertically so that the bent portions are in contact with each other. It is possible to maximize the surface in contact with the saturated vapor of the liquid.

상기 용기(10)의 온도가 끓는 점으로 유지되면, 상기 다이어프램(30)은 외부에서 음파의 압력이 가해지지 않을 때는 평면의 형태가 된다. 음파가 있을 때에는 음파의 압력이 시간에 따라 사인파 형태로 진동하게 된다. When the temperature of the vessel 10 is maintained at a boiling point, the diaphragm 30 becomes flat when the pressure of the sound wave is not applied from the outside. When there is a sound wave, the pressure of the sound wave oscillates in a sine wave shape with time.

음파의 압력이 양일 때는 상기 다이어프램(30)가 용기(10) 내부로 팽창되어 곡면을 형성하게 되며, 용기 내부의 포화증기가 차지하는 부피를 감소시킨다. 이에 따라 상기 액체 흡수부(20)의 표면에서는 응축이 일어나게 되어 응축열을 발생시키게 되고, 상기 액체 흡수부(20)의 표면의 온도는 주위의 온도 즉 상기 액체의 끓는점 온도 보다 미소 차이로 높아진다. 액체와 포화증기가 만나는 표면의 온도가 상기 액체의 끓는점 온도 보다 높아지는 경우에는 상기 용기(10) 내부의 압력이 대기압 보다 미소하게 높아지게 되는바, 상기 용기(10) 내부의 효율체적탄성률이 0 Pa 보다 미소하게 커진다. 포화증기와 액체가 만나는 표면의 넓이가 클수록 동일한 체적변화에 따른 상기 액체와 포화증기가 만나는 표면의 온도 상승이 작아지게 되며, 결국 상기 용기(10) 내부의 효율체적탄성률이 0 Pa에 보다 가깝게 된다. 따라서, 액체와 포화증기가 만나는 표면의 면적을 크게 해주는 것이 바람직하며, 이는 표면적이 넓은 액체 흡수부(20)를 사용함으로써 달성된다.When the pressure of the sound wave is positive, the diaphragm 30 is inflated into the container 10 to form a curved surface, thereby reducing the volume occupied by the saturated vapor inside the container. Accordingly, condensation occurs on the surface of the liquid absorbing portion 20 to generate condensation heat. The temperature of the surface of the liquid absorbing portion 20 becomes slightly higher than the ambient temperature, that is, the boiling point temperature of the liquid. When the temperature of the surface where the liquid and the saturated vapor meet is higher than the boiling point temperature of the liquid, the pressure inside the vessel 10 becomes slightly higher than the atmospheric pressure, It grows big. The larger the surface area at which the saturated vapor and the liquid meet, the smaller the temperature rise of the surface where the liquid and the saturated vapor meet in accordance with the same volume change. As a result, the effective volume elastic modulus within the vessel 10 becomes closer to 0 Pa . Therefore, it is preferable to increase the area of the surface where the liquid and the saturated vapor meet, which is achieved by using the liquid absorbing portion 20 having a large surface area.

한편, 음파의 압력이 음일 때는 상기 다이어프램(30)가 용기(10) 외부로 팽창되어 곡면을 형성하게 되며, 용기 내부의 포화증기가 차지하는 부피를 증가시킨다. 이에 따라 상기 액체 흡수부(20)의 표면에서는 증발이 일어나게 되며, 기화열에 의해 상기 액체 흡수부(20)의 표면의 온도는 주위의 온도 즉 상기 액체의 끓는점 온도 보다 미소 차이로 낮아진다. 액체와 포화증기가 만나는 표면의 온도가 상기 액체의 끓는점 온도 보다 낮아지는 경우에는 상기 용기(10) 내부의 압력이 대기압 보다 미소하게 낮아지게 되는바, 상기 용기(10) 내부의 효율체적탄성률이 0 Pa 보다 미소하게 커진다. 포화증기와 액체가 만나는 표면의 넓이가 클수록 동일한 체적변화에 따른 상기 액체와 포화증기가 만나는 표면의 온도 하강이 작아지게 되며, 결국 상기 용기(10) 내부의 효율체적탄성률이 0 Pa에 보다 가깝게 된다. 따라서, 액체와 포화증기가 만나는 표면의 면적을 크게 해주는 것이 바람직하며, 이는 표면적이 넓은 액체 흡수부(20)를 사용함으로써 달성된다. On the other hand, when the pressure of the sound wave is negative, the diaphragm 30 expands out of the vessel 10 to form a curved surface, which increases the volume occupied by saturated steam in the vessel. Accordingly, evaporation occurs on the surface of the liquid absorbing portion 20, and the temperature of the surface of the liquid absorbing portion 20 is lowered by a slight difference from the ambient temperature, that is, the boiling point temperature of the liquid, due to the heat of vaporization. When the temperature of the surface where the liquid and the saturated vapor meet is lower than the boiling point temperature of the liquid, the pressure inside the vessel 10 becomes slightly lower than the atmospheric pressure, Pa. The larger the surface area at which the saturated vapor and the liquid meet, the smaller the temperature drop of the surface where the liquid and the saturated vapor meet in accordance with the same volume change. As a result, the effective volume modulus of elasticity in the vessel 10 becomes closer to 0 Pa . Therefore, it is preferable to increase the area of the surface where the liquid and the saturated vapor meet, which is achieved by using the liquid absorbing portion 20 having a large surface area.

이와 같이, 상기 액체 흡수부(20)의 표면적이 커질수록 상기 액체 흡수부(20) 표면의 온도 변화는 작아지고, 상기 액체 흡수부(20)의 표면적이 무한히 큰 경우에는 외부 음파의 영향으로 상기와 같은 표면의 온도 변화와 그에 따른 미소 압력 변화가 없으므로 상기 용기(10) 내부의 효율체적탄성률은 0 Pa이 된다. As described above, as the surface area of the liquid absorbing portion 20 is increased, the temperature change of the surface of the liquid absorbing portion 20 is reduced. When the surface area of the liquid absorbing portion 20 is infinitely large, There is no change in temperature of the surface of the container 10 and thus a minute pressure change. Therefore, the effective volume modulus of elasticity in the container 10 becomes 0 Pa.

또한, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)는 다이어프램(30)를 포함하고, 상기 다이어프램(30)는 상기 포화증기의 유실을 막기 위해 용기(10)를 밀봉하기 위한 것으로, 가볍고 유연한 재질을 사용할 수 있다.The broadband acoustical meta-material unit element 100 according to the present invention also includes a diaphragm 30 that seals the vessel 10 to prevent leakage of the saturated vapor, Materials can be used.

일반적인 벽은 그 안팎의 압력을 다르게 유지하는 수단이 될 수 있지만, 상기 다이어프램(30)은 그 안팎의 압력을 동일하게 유지해야 한다. 따라서, 상기 다이어프램(30)로는 셀로판지, 랩 등이 공지의 다양한 얇은 막이 사용될 수 있고, 주름진 금속판을 사용하는 것도 바람직하다. The general wall may be a means for keeping the pressure inside and outside different, but the diaphragm 30 should keep the pressure inside and outside the same. The diaphragm 30 may be made of various thin films such as cellophane and lap, and a corrugated metal plate may be used.

도 3은 본 발명의 제1 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소에서 다이어프램의 형상을 도시한 것으로, 도 3에서 다이어프램(30)으로 그 안팎의 압력을 동일하게 유지하기 위해, 주름진 금속판을 사용하였는데, 상기 주름진 금속판은 다수의 동심원 형태로 주름진 형태를 가질 수 있다. FIG. 3 illustrates a diaphragm in a broadband sound meta-material unit element according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 3, a corrugated metal plate is used to maintain the pressure inside and outside the diaphragm 30 The corrugated metal sheet may have a corrugated shape in a plurality of concentric circles.

또한, 외부의 온도는 상기 용기(10)의 내부 온도 보다 낮으므로, 상기 다이어프램(30) 내면에 포화증기가 응결되고, 응결된 액체방울은 상기 다이어프램(30)의 질량을 증가시켜 외부 압력의 변화에 따라 즉시 움직이는 것을 방해하게 되는 문제점이 생길 수 있는바, 이를 개선하기 위해 상기 다이어프램(30)의 내면에 형성된 안티포그(anti-fog) 코팅층(도면 미도시)을 더 포함할 수 있다.Since the temperature of the outside is lower than the internal temperature of the vessel 10, saturated steam condenses on the inner surface of the diaphragm 30, and the condensed liquid droplets increase the mass of the diaphragm 30, The anti-fog coating layer (not shown) formed on the inner surface of the diaphragm 30 may be further included to improve the anti-fog coating.

도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates a broadband sound meta-material unit according to a second embodiment of the present invention.

도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제2 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소는 전술한 바와 같이, 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기(10); 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부(20); 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램(30)를 포함하고, 상기 용기 내부에 형성되고, 상기 용기 내부를 상기 액체의 끓는점 온도로 유지하기 위한 항온 유지부(40)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 항온 유지부(40)는 상기 용기 내부를 가열하기 위한 가열부(41); 및 상기 다이어프램(30)의 움직임에 따라 작동하는 피드백 신호부(42)를 포함하여 형성될 수 있다. As shown in FIG. 4, the broadband sound meta-material unit element according to the second embodiment of the present invention comprises a container 10 comprising a saturated vapor mixture of a liquid and the liquid, as described above; A liquid absorbing portion 20 formed inside the container; And a diaphragm (30) for sealing the container, and a constant temperature holding part (40) formed inside the container and holding the inside of the container at the boiling point temperature of the liquid. At this time, the constant temperature holding part (40) includes a heating part (41) for heating the inside of the container; And a feedback signal unit 42 that operates in accordance with the movement of the diaphragm 30. [

구체적으로, 상기 용기(10), 액체 흡수부(20) 및 다이어프램(30)에 대해서는 전술한 바와 같다. Specifically, the container 10, the liquid absorbing portion 20, and the diaphragm 30 are as described above.

이때, 상기 피드백 신호부(42)의 일례로서는, 상기 다이어프램의 내면 또는 외면의 일측면에 형성된 도체 및 이와 미소 간극을 두고 형성된 접점을 포함할 수 있다. 상기 다이어프램의 움직임에 따라 도체 및 접점의 접촉 및 비접촉이 결정된다. 이때, 도체로는 동테이프 또는 동선 등이 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. As an example of the feedback signal unit 42, a conductor formed on one side of the inner surface or the outer surface of the diaphragm and a contact formed with a small clearance therebetween may be included. Contact and non-contact of the conductor and the contact are determined according to the movement of the diaphragm. At this time, it is preferable that copper tape or copper wire is used as the conductor, but it is not limited thereto.

상기 다이어프램(30)가 내부로 팽창하는 경우에는 상기 피드백 신호부(42)의 도체 및 접점을 접촉시킴으로써, 상기 가열부(41)는 열을 발생시키고, 상기 다이어프램(30)가 외부로 팽창하는 경우에는 상기 피드백 신호부(42)의 도체 및 접점을 비접촉시킴으로써, 상기 가열부(41)는 열을 발생시키지 않아 자연냉각된다. 이와 같은 과정을 반복함으로써, 상기 용기(10) 내부를 상기 액체의 끓는점 온도로 유지할 수 있도록 한다.When the diaphragm 30 expands into the inside, the heating unit 41 generates heat by contacting the conductor and the contact of the feedback signal unit 42. When the diaphragm 30 expands to the outside The heating section 41 does not generate heat and naturally cools it by making the conductor and the contact of the feedback signal section 42 contactless. By repeating this process, the inside of the container 10 can be maintained at the boiling point temperature of the liquid.

한편, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)의 외부를 단열재로 마감처리함으로써, 내부의 온도를 균일하게 유지하여, 항온 유지부(400)의 가열부(41) 용량을 줄일 수 있다.Meanwhile, by finishing the outside of the broadband sound meta-material unit element 100 according to the present invention with an insulating material, the internal temperature can be uniformly maintained, and the capacity of the heating unit 41 of the constant temperature holding unit 400 can be reduced .

도 5는 본 발명의 제3 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소를 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a broadband sound meta-material unit element according to a third embodiment of the present invention.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제3 구현예에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소는 전술한 바와 같이, 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기(10); 상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부(20); 및 상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램(30)를 포함하는데, 상기 다이어프램 외부 또는 내부에 형성된 단열층(50)을 더 포함할 수 있고, 상기 단열층은 일정 간격 이격된 복수의 층들로 형성되고, 상기 복수의 층들 사이에 형성된 보조가열부(60)를 더 포함하여 형성될 수 있다. As shown in FIG. 5, the broadband sonic meta-material unit element according to the third embodiment of the present invention comprises a vessel 10 comprising a liquid and a saturated vapor mixture of the liquid, as described above; A liquid absorbing portion 20 formed inside the container; And a diaphragm (30) for sealing the container, wherein a heat insulating layer (50) formed outside or inside the diaphragm may be further formed, wherein the heat insulating layer is formed of a plurality of layers spaced at a predetermined interval, And an auxiliary heating portion 60 formed between the layers.

구체적으로, 상기 용기(10), 액체 흡수부(20) 및 다이어프램(30)에 대해서는 전술한 바와 같다. Specifically, the container 10, the liquid absorbing portion 20, and the diaphragm 30 are as described above.

이때, 상기 단열층(50)은 상기 다이어프램(30) 외부 또는 내부에 형성될 수 있는 것으로, 일정 간격 이격된 복수의 층들(51, 52)을 포함할 수 있고, 다이어프램의 외면에 압력을 통과시키는 가볍고 유연한 재질의 막들이 사용될 수 있다. 상기 복수의 층들(51, 52) 사이는 공기로 채울 수 있어, 단열을 강화시킬 수 있고, 이로 인해 다이어프램(30) 내면에 액체가 응결되는 현상을 방지할 수 있다.At this time, the heat insulating layer 50 may be formed outside or inside the diaphragm 30 and may include a plurality of layers 51 and 52 spaced apart from each other by a predetermined distance, Films of flexible material can be used. Between the plurality of layers 51 and 52 can be filled with air to enhance heat insulation, thereby preventing the liquid from condensing on the inner surface of the diaphragm 30.

상기 단열층(50)이 일정 간격 이격된 복수의 층들(51, 52)을 포함하는 경우, 상기 복수의 층들(51, 52) 사이에 보조가열부(60)을 형성할 수도 있다. 이러한 보조가열부(50)의 형성으로 인하여 포화증기와 접하고 있는 다이어프램(30)의 온도를 액체의 끓는점 보다 높게 유지할 수 있어, 이로 인해 다이어프램(30) 내면에 액체가 응결되는 현상을 방지할 수도 있다. 상기 보조가열부(60)는 다공성 판 형태로 형성될 수 있는데, 이러한 다공성 판 형태의 보조가열부에 형성된 공극은 압력 차이가 발생하지 않도록 공기를 자유롭게 통과시킬 수 있다.The auxiliary heating portion 60 may be formed between the plurality of layers 51 and 52 when the heat insulating layer 50 includes a plurality of layers 51 and 52 spaced apart from each other by a predetermined distance. This assist can keep the temperature of the diaphragm 30, which is in contact with the saturated vapor, higher than the boiling point of the liquid due to the formation of the heating portion 50, thereby preventing the liquid from condensing on the inner surface of the diaphragm 30 . The auxiliary heating part 60 may be formed in the form of a porous plate, and the air gap formed in the auxiliary heating part in the form of a porous plate can freely pass the air so that a pressure difference does not occur.

일 예로, 다이어프램(30) 외부에 일정 간격 이격된 복수의 층들(51, 52)이 형성되고, 그 사이에 보조가열부(60)가 형성되는 경우, 상부 단열층(51)은 보조가열부(60)을 외부로부터 단열시켜서 보조가열부(50)가 식지 않게 하여 전력소모를 줄이기 위한 역할을 할 수 있고, 하부 단열층(52)은 보조가열부(60)를 내부의 포화증기와 단열시켜서 내부의 포화증기가 보조가열부(60)로부터 공급받는 열의 양을 줄이기 위한 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 상부 단열층(51) 및 상기 하부 단열층(52)은 각각 2겹의 막들로 형성될 수 있다. For example, when a plurality of layers 51 and 52 spaced apart from each other are formed outside the diaphragm 30, and an auxiliary heating portion 60 is formed therebetween, the upper insulating layer 51 is divided into the auxiliary heating portion 60 And the lower insulating layer 52 may serve to insulate the auxiliary heating portion 60 with the saturated steam therein so that the inside of the heating portion 60 is saturated with the inside of the heating portion 60. [ Steam may serve to reduce the amount of heat supplied from the auxiliary heating portion 60. At this time, the upper insulating layer 51 and the lower insulating layer 52 may be formed of two layers, respectively.

이때, 보조가열부(60)로부터 너무 많은 열량이 내부에 공급되는 경우, 항온 유지부(40)의 작동에 문제가 생길 수 있으므로, 보조가열부(60)의 초당 발열량은 보조가열부(60)의 온도가 액체의 끓는점 보다 다소 높게 유지되는 수준을 유지하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.At this time, when too much heat is supplied from the auxiliary heating unit 60 to the inside, there is a problem in operation of the heat holding unit 40, Is preferably maintained at a level at which the temperature of the liquid remains somewhat higher than the boiling point of the liquid, but is not limited thereto.

도 6은 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 1차원 공간에 배치한 구조물을 도시한 것이다.FIG. 6 shows a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a one-dimensional space.

도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 1차원 공간에 배치한 구조물은 덕트(200); 상기 덕트(200) 내부에 형성된 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)들을 포함하여 형성된다. 상기 덕트(200) 내부는 음향이 통과할 수 있는 통로에 해당하는 것으로, 일 예로, 상기 덕트(200) 내부의 상부에는 공기가 채워질 수 있고, 하부에는 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)들이 일렬로 배열되어 채워질 수 있다. As shown in FIG. 6, a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a one-dimensional space includes a duct 200; And a plurality of wideband sound meta-material unit elements 100 formed in the duct 200. [ For example, air may be filled in the upper part of the duct 200, and a plurality of broadband sound meta-material unit elements 100 may be installed in the lower part of the duct 200. For example, May be arranged in a line.

도 7은 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 2차원 공간에 배치한 구조물을 도시한 것이다.FIG. 7 shows a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a two-dimensional space.

도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 2차원 공간에 배치한 구조물은 일정간격 이격된 2개의 판들(상부판 및 하부판)(300); 상기 2개의 판들(300) 사이에 형성된 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)들을 포함하여 형성된다. 상기 2개의 판들(300) 사이는 음향이 통과할 수 있는 통로에 해당하는 것으로, 일 예로, 상기 2개의 판들(300) 사이의 상부에는 공기가 채워질 수 있고, 하부에는 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)들이 정사각형 어레이로 배열되어 채워질 수 있다. As shown in FIG. 7, a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a two-dimensional space includes two plates (upper plate and lower plate) 300 spaced at a predetermined interval; And a plurality of wideband sound meta-material unit elements 100 formed between the two plates 300. [ For example, air may be filled in the upper part between the two plates 300, and a plurality of broadband acoustic meta-material units (not shown) may be filled in the lower part. The elements 100 may be arranged and filled in a square array.

도 8은 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 3차원 공간에 배치한 구조물을 도시한 것이다.FIG. 8 shows a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a three-dimensional space.

도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 3차원 공간에 배치한 구조물은 3차원 공간; 상기 3차원 공간에 형성된 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)들을 포함하여 형성된다. 상기 3차원 공간은 음향이 통과할 수 있는 통로에 해당하는 것으로, 일 예로, 상기 3차원 공간의 반에는 공기가 채워질 수 있고, 상기 3차원 공간의 나머지 반에는 복수의 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)들이 정육면체 어레이로 배열되어 채워질 수 있다. 이와 같은 경우에는 상기 구조물의 효율체적탄성률은 상기 광대역 음향 메타물질 단위요소(100)의 약 2배가 될 수 있다.As shown in FIG. 8, a structure in which a plurality of wideband sound meta-material unit elements are arranged in a three-dimensional space includes a three-dimensional space; And a plurality of wideband sound meta-material unit elements 100 formed in the three-dimensional space. The three-dimensional space corresponds to a passage through which sound can pass. For example, air can be filled in half of the three-dimensional space, and a plurality of broadband sound meta-material unit elements 100) may be arranged in a cube array and filled. In this case, the effective bulk modulus of elasticity of the structure may be about twice that of the wideband sound meta-material unit element 100.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소의 용기에 포함된 액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물은 액체의 끓는점 온도에서 형성되는 것으로, 부피가 변화하더라도 일정한 압력을 유지하는바, 상기 용기 내부는 수 헤르츠 내지 수백 헤르츠에 걸친, 즉 광대역에서, 예컨대 10,000Pa 이하의 극소 효율체적탄성률을 가진다. As described above, the liquid contained in the container of the broadband sound meta-material unit element according to the present invention and the saturated vapor mixture of the liquid are formed at the boiling point temperature of the liquid and maintain a constant pressure even when the volume changes, The inside of the container has a very low effective bulk modulus of elasticity ranging from several hertz to several hundreds of hertz, that is, broad band, for example, 10,000 Pa or less.

따라서, 본 발명에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소 및 이를 이용한 구조물은 흡음판, 차음판 및 머플러로서 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.Therefore, the broadband sound meta-material unit element and the structure using the same according to the present invention can dramatically improve the performance as a sound-absorbing plate, a sound-insulating plate, and a muffler.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (9)

액체 및 상기 액체의 포화증기 혼합물을 포함하는 용기;
상기 용기 내부에 형성된 액체 흡수부;
상기 용기를 밀봉하기 위한 다이어프램; 및
상기 용기 내부에 형성되고, 상기 용기 내부를 상기 액체의 끓는점 온도로 유지하기 위한 항온 유지부를 포함하고,
상기 항온 유지부는 상기 용기 내부를 가열하기 위한 가열부; 및 상기 다이어프램의 움직임에 따라 작동하는 피드백 신호부를 포함하는
광대역 음향 메타물질 단위요소.
A container comprising a liquid and a saturated vapor mixture of said liquid;
A liquid absorbing portion formed inside the container;
A diaphragm for sealing the vessel; And
And a temperature holding portion formed inside the container and holding the inside of the container at the boiling point temperature of the liquid,
Wherein the thermostatic holding unit comprises: a heating unit for heating the inside of the container; And a feedback signal portion that operates in accordance with the movement of the diaphragm
Broadband sound meta - material unit element.
제1항에 있어서,
상기 용기 내부의 효율체적탄성률은 10,000Pa 이하인
광대역 음향 메타물질 단위요소.
The method according to claim 1,
The volume volumetric elastic modulus of the inside of the container is preferably 10,000 Pa or less
Broadband sound meta - material unit element.
제1항에 있어서,
상기 액체의 끓는점 온도는 30℃ 내지 200℃인
광대역 음향 메타물질 단위요소.
The method according to claim 1,
The boiling point temperature of the liquid is from 30 [deg.] C to 200 [
Broadband sound meta - material unit element.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다이어프램의 내면에 형성된 안티포그(anti-fog) 코팅층을 더 포함하는
광대역 음향 메타물질 단위요소.
The method according to claim 1,
Further comprising an anti-fog coating layer formed on the inner surface of the diaphragm
Broadband sound meta - material unit element.
제1항에 있어서,
상기 다이어프램 외부 또는 내부에 형성된 단열층을 더 포함하는
광대역 음향 메타물질 단위요소.
The method according to claim 1,
And a heat insulating layer formed outside or inside the diaphragm
Broadband sound meta - material unit element.
제7항에 있어서,
상기 단열층은 일정 간격 이격된 복수의 층들로 형성되고, 상기 복수의 층들 사이에 형성된 보조가열부를 더 포함하는
광대역 음향 메타물질 단위요소.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat insulating layer is formed of a plurality of layers spaced apart from each other by a predetermined distance and further includes an auxiliary heating portion formed between the plurality of layers
Broadband sound meta - material unit element.
1차원, 2차원 또는 3차원 공간에 배치되고, 복수의 제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제8항 중 어느한 항에 따른 광대역 음향 메타물질 단위요소들을 포함하는
광대역 음향 메타물질 구조물.
Comprising a plurality of broadband sound meta-material unit elements arranged in a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional space and comprising a plurality of broadband sound meta-material unit elements according to any one of claims 1 to 3,
Broadband acoustic metamaterial structure.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037511A1 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Ivan Nikitich Vozhenin High-quality sound reproduction system
JP2000138987A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 So:Kk Water-proof speaker
JP2008052073A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Hitachi Displays Ltd Image display device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037511A1 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Ivan Nikitich Vozhenin High-quality sound reproduction system
JP2000138987A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 So:Kk Water-proof speaker
JP2008052073A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Hitachi Displays Ltd Image display device

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