聲波的反常傳播（負群速度，負折射等）是一種特殊且有趣的聲學現象。之前人們在各向同性平板、圓管中觀測到了這種現象，近期研究人員則通過開發具備這種特性的人工周期材料，以實現超分辨成像等應用。作為一種典型的二維周期性結構，蜂窩結構因其優異的性能而廣泛用于航空航天、交通運輸等領域。然而，目前對于蜂窩結構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構在聲學上的進一步應用，以及對其聲學性能進行檢測的新技術的開發。
中國科學院噪聲與振動重點實驗室的劉斌、原野等人研究發現，典型鎳基高溫合金釬焊蜂窩結構的彎曲波模式存在負群速度特征。需要注意的是，該特征僅出現在蜂窩單元的前半部分，而在后半部分，群速度則轉變為正。通過分析認為，該負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。研究人員繼續探討了此特征在蜂窩結構中常見的蒙皮-蜂窩芯脫粘缺陷檢測中的應用前景。實驗結果表明，聲波在脫粘區域中傳播時，負群速度特征消失；聲波離開脫粘區域后，該特征在完好區域重新出現。因此，負群速度特征在檢測蜂窩結構脫粘缺陷方面具有潛在的應用價值。
相關研究成果2025年1月13日在線發表于應用物理學著名期刊Applied Physics Letter。
本研究得到國家自然科學基金項目（51805528）資助。
圖1?蜂窩結構中負群速度特征示意圖（圖/中國科學院聲學研究所）
圖2?完好-脫粘-完好區域的群速度特征變化（圖/中國科學院聲學研究所）
關鍵詞：
蜂窩結構；負群速度特征；脫粘；無損檢測
參考文獻:
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