研究人员在蜂窝结构中发现反常声传播特征并展示其在脱粘缺陷检测中的潜力

声波的反常传播（负群速度，负折射等）是一种特殊且有趣的声学现象。之前人们在各向同性平板、圆管中观测到了这种现象，近期研究人员则通过开发具备这种特性的人工周期材料，以实现超分辨成像等应用。作为一种典型的二维周期性结构，蜂窝结构因其优异的性能而广泛用于航空航天、交通运输等领域。然而，目前对于蜂窝结构中声传播特征的研究仍不够全面，这在一定程度上限制了蜂窝结构在声学上的进一步应用，以及对其声学性能进行检测的新技术的开发。

中国科学院噪声与振动重点实验室的刘斌、原野等人研究发现，典型镍基高温合金钎焊蜂窝结构的弯曲波模式存在负群速度特征。需要注意的是，该特征仅出现在蜂窝单元的前半部分，而在后半部分，群速度则转变为正。通过分析认为，该负群速度特征源于同族不同阶的蒙皮局域共振模式之间的排斥作用。研究人员继续探讨了此特征在蜂窝结构中常见的蒙皮-蜂窝芯脱粘缺陷检测中的应用前景。实验结果表明，声波在脱粘区域中传播时，负群速度特征消失；声波离开脱粘区域后，该特征在完好区域重新出现。因此，负群速度特征在检测蜂窝结构脱粘缺陷方面具有潜在的应用价值。

相关研究成果2025年1月13日在线发表于应用物理学著名期刊Applied Physics Letter。

本研究得到国家自然科学基金项目（51805528）资助。

关键词：

蜂窝结构；负群速度特征；脱粘；无损检测

参考文献:

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

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0237493

文章来源于中国科学院声学研究所