آلية عمل الجهاز وتصميمه الهندسي
طور علماء جهازاً يقلل انعكاسات الصوت داخل الأنابيب عبر امتصاصه، ويُسمى بالثقب الأسود الصوتي، ويمكن طباعته ثلاثية الأبعاد. صُمم هذا الجهاز ليُركب مباشرة داخل الأنابيب القائمة دون الحاجة إلى تعديلها هيكلياً.
يعمل الجهاز على إبطاء الموجات الصوتية تدريجياً حتى تتوقف عملياً، ويتكون التصميم من سلسلة حلقات مثبتة على قضيب مركزي. تتغير أقطار هذه الحلقات تدريجياً لتكوين تجاويف تؤثر في مسار الصوت وتوجهه.
تتبدد طاقة الصوت المركزة عبر الاحتكاك وتبادل الحرارة مع الأسطح الداخلية للجهاز. أشار المهندس أوريول غواش إلى أن الأنبوب سيبدو لا نهائياً صوتياً مع تركيب هذا الجهاز.
أوضح غواش أن الموجة تستغرق وقتاً لا نهائياً ظاهرياً للوصول إلى نقطة النهاية بسبب التباطؤ التدريجي. وأكد الباحث أن مستوى التحكم بالموجات المحقق كان سيبدو خيالاً علمياً في الفترات السابقة.
الاختبارات المعملية والنتائج التجريبية
اختبر الباحثون نموذجاً أولياً مطبوعاً بطول 15 سنتيمتراً، واحتوى على 29 حلقة مثبتة على القضيب المركزي. وُضع النموذج داخل أنبوب معاوقة خاص لقياس سلوك الموجات الصوتية بدقة.
استُخدمت مكبرات صوت وميكروفونات لقياس الانعكاسات بترددات مختلفة ومتعددة. طابقت نتائج الانعكاس التجريبية المحاكاة الحاسوبية للفريق بشكل عام، رغم بعض الفروقات الطفيفة.
لم يلغِ الجهاز الأصداء تماماً، رغم النتائج الواعدة التي تم تسجيلها خلال التجارب. وأظهرت المحاكاة تفوق التصميم الجديد على التصاميم التقليدية في نطاق الترددات المستهدف.
الكفاءة التقنية والتطبيقات المستقبلية
يعكس التصميم القابل للتركيب صوتاً أقل مقارنة بالنظير التقليدي المتوفر حالياً. تحدث الرنينات في التصميم الجديد عند ترددات أعلى، مما يوسع نطاق الفعالية التشغيلية.
تشمل التطبيقات المباشرة التحكم بالضوضاء في القنوات وكواتم الصوت الصناعية والمعمارية. يبحث الفريق حالياً في تطوير ثقوب سوداء صوتية ثنائية وثلاثية الأبعاد لغرف الصوتيات المتخصصة.
تواجه التقنية تحديات بيئية مثل الجسيمات العالقة ودرجة الحرارة والضغط المؤثر. نُشر البحث العلمي الخاص بهذا الجهاز المبتكر في دورية علم الصوتيات التطبيقي.
التعليقات 0
كن أول من يعلق على هذا الخبر