Good acoustical behavior is one of the most important factor in the light-weight design. The acoustic metametamaterials are promising solutions to achieve the improvements in this field. With their repeat- ing structure in periodicity, an excellent sound reduction effect can be achieved. According to the litera- ture research, there are various of acoustic metamaterial designs with different materials and structures. However, there are still challenges to find a model, which can be both manufactured and simulated and meanwhile the results agree with each other. On the one hand, the manufacturing method (3D-printing technology) has error potentials when building small-size models. This will lead to a wrong value in experiments. On the other hand, the simulation environment is idealized, which cause a deviation between simulation results and experimental results. Obviously, the acoutic physical domain has some unavoidable uncertenties. It is difficult to explore the propagation of acoustic waves in different media materials. This thesis aims to propose possible acoustic metamaterial designs based on the literature research. These models can be both manufactured by 3D-printing technology and simulated in software. The focus of thesis is to find a simulation process, in which the experiments machted results can be calculated. The properties of acoustic metamaterials, which can be evaluataed and compared by experiments and simulations, are also explained and analyzed. The first few chapters give an overview about state of the art. The history and development as well as categories of metamaterials are introduced. After that, the important physical parameters and academica models as well as possible analytical methods of acoustical metamaterials are explained. Possible math- ematical calculation methods are compared with Finite-element method specially for software. Based on the literature research different prototype designs are proposed. Before explain the simulation process in details, the possible simulated properties are analyzed and compared. In order to improve the simulation results, the convergence study is executed. In the end, the challenges and possible improvements are summarized.     «

Good acoustical behavior is one of the most important factor in the light-weight design. The acoustic metametamaterials are promising solutions to achieve the improvements in this field. With their repeat- ing structure in periodicity, an excellent sound reduction effect can be achieved. According to the litera- ture research, there are various of acoustic metamaterial designs with different materials and structures. However, there are still challenges to find a model, which can be both manufact...     »

Gutes akustisches Verhalten ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Leichtbauweise. Die akustischen Metametamaterialien sind vielversprechende Lösungen, um die Verbesserungen in diesem Bereich zu erreichen. Mit ihrer sich periodisch wiederholenden Struktur kann ein hervorragender Schallreduktionseffekt erzielt werden. Gemäß der Literaturforschung gibt es verschiedene akustische Metamaterialkonstruktionen mit unterschiedlichen Materialien und Strukturen. Es gibt jedoch noch Herausforderungen, ein Modell zu finden, das sowohl hergestellt als auch simuliert werden kann, und inzwischen stimmen die Ergebnisse miteinander überein. Zum einen birgt das Herstellungsverfahren (3D-Drucktechnik) Fehlerpotential beim Bau kleinerer Modelle. Dies führt bei Experimenten zu einem falschen Wert. Zum anderen wird die Simulationsumgebung idealisiert, was zu einer Abweichung zwischen Simulationsergebnissen und experimentellen Ergebnissen führt. Offensichtlich hat die akustische physikalische Domäne einige unvermeidbare Unwägbarkeiten. Es ist schwierig, die Ausbreitung von akustischen Wellen in verschiedenen Medienmaterialien zu untersuchen. Ziel dieser Arbeit ist es, auf der Grundlage der Literaturrecherche mögliche akustische Metamaterial-Designs vorzuschlagen. Diese Modelle können sowohl durch 3D-Drucktechnologie hergestellt als auch in Software simuliert werden. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt darauf, einen Simulationsprozess zu finden, in dem die Ergebnisse der Experimente berechnet werden können. Auch die Eigenschaften akustischer Metamaterialien, die durch Experimente und Simulationen bewertet und verglichen werden können, werden erläutert und analysiert. Die ersten paar Kapitel geben einen Überblick über den Stand der Technik. Die Geschichte und Entwicklung sowie die Kategorien von Metamaterialien werden vorgestellt. Danach werden die wichtigen physikalischen Parameter und Academica-Modelle sowie mögliche Analysemethoden von akustischen Metamaterialien erläutert. Mögliche mathematische Berechnungsmethoden werden mit der Finite-Elemente-Methode speziell für Software verglichen. Auf der Grundlage der Literaturrecherche werden verschiedene Prototypendesigns vorgeschlagen. Bevor der Simulationsprozess im Detail erläutert wird, werden die möglichen simulierten Eigenschaften analysiert und verglichen. Um die Simulationsergebnisse zu verbessern, wird die Konvergenzstudie durchgeführt. Zum Schluss werden die Herausforderungen und möglichen Verbesserungen zusammengefasst.     «

Gutes akustisches Verhalten ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Leichtbauweise. Die akustischen Metametamaterialien sind vielversprechende Lösungen, um die Verbesserungen in diesem Bereich zu erreichen. Mit ihrer sich periodisch wiederholenden Struktur kann ein hervorragender Schallreduktionseffekt erzielt werden. Gemäß der Literaturforschung gibt es verschiedene akustische Metamaterialkonstruktionen mit unterschiedlichen Materialien und Strukturen. Es gibt jedoch noch Herausforderungen,...     »