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水下亚波长广角声单向传输结构设计与优化
1
作者
陆伟
张赛
+2 位作者
许伯强
张宇
曹文武
《陕西师范大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期8-15,共8页
利用传递矩阵法,基于流固超晶格的单元传递矩阵,计算并分析了无限周期流固超晶格的能带结构以及有限周期级联超晶格的透射谱。在此基础上,耦合一维周期性矩形声栅与级联超晶格,构造了水下亚波长广角声单向传输结构,揭示了其广角声单向...
利用传递矩阵法,基于流固超晶格的单元传递矩阵,计算并分析了无限周期流固超晶格的能带结构以及有限周期级联超晶格的透射谱。在此基础上,耦合一维周期性矩形声栅与级联超晶格,构造了水下亚波长广角声单向传输结构,揭示了其广角声单向传输机制。有限元仿真结果表明,该结构能够实现约20°广角入射声波的单向传输效应,同时还具有宽频带、高整流比等特性。通过优化声栅单元的方位角,有效地提高了结构的正向导通率。本文结果突破了基于声子晶体的声单向传输设计中面临的“波长-尺寸”限制,有助于水下声整流器件朝着小型化和集成化方向发展。
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关键词
广角
声单向传输
亚波长
超晶格
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职称材料
用于声波调控的近零密度分形声学超材料
2
作者
唐世灏
何川
+1 位作者
蔡景勇
陶猛
《振动与冲击》
2025年第18期326-332,共7页
高性能声波调控一直是人们所追求的重要目标。近年来,因其优异的透射性能,近零折射率材料受到了研究人员的广泛关注。借助自然界中的分形现象,基于皮亚诺曲线和空间卷曲理念改进设计了一阶和二阶的分形结构单元。利用数值计算方法计算...
高性能声波调控一直是人们所追求的重要目标。近年来,因其优异的透射性能,近零折射率材料受到了研究人员的广泛关注。借助自然界中的分形现象,基于皮亚诺曲线和空间卷曲理念改进设计了一阶和二阶的分形结构单元。利用数值计算方法计算了分形结构的透射系数和反射系数,通过等效参数法反演得到了分形结构的等效声学参数。结果表明,一阶和二阶分形结构分别在1456 Hz、884 Hz和1178 Hz展现出较好的近零密度特性,具备小尺度调控大波长的特点。进一步地,基于所设计的分形结构单元制作了不同的声学超材料板,实现了波前整形、声学隐身以及声学单向传输现象。最后,利用3D打印技术制作了相应的分形结构单元样品,并对样品的透射系数进行了试验测试,以评估声波在其内部的传输特性。实测结果与数值分析结果符合较好,验证了数值分析结果的准确性和结构设计的有效性。
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关键词
近零折射率
声
学超材料
声单向传输
声
隐身
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职称材料
题名
水下亚波长广角声单向传输结构设计与优化
1
作者
陆伟
张赛
许伯强
张宇
曹文武
机构
江苏大学土木工程与力学学院
哈尔滨工程大学水声技术重点实验室
厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室
宾夕法尼亚州立大学材料研究院
出处
《陕西师范大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期8-15,共8页
基金
国家自然科学基金青年项目(11604128)
水声技术重点实验室装备预研基金
文摘
利用传递矩阵法,基于流固超晶格的单元传递矩阵,计算并分析了无限周期流固超晶格的能带结构以及有限周期级联超晶格的透射谱。在此基础上,耦合一维周期性矩形声栅与级联超晶格,构造了水下亚波长广角声单向传输结构,揭示了其广角声单向传输机制。有限元仿真结果表明,该结构能够实现约20°广角入射声波的单向传输效应,同时还具有宽频带、高整流比等特性。通过优化声栅单元的方位角,有效地提高了结构的正向导通率。本文结果突破了基于声子晶体的声单向传输设计中面临的“波长-尺寸”限制,有助于水下声整流器件朝着小型化和集成化方向发展。
关键词
广角
声单向传输
亚波长
超晶格
Keywords
wide-angle
acoustic unidirectional transmission
sub-wavelength
superlattice
分类号
O427.1 [理学—声学]
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职称材料
题名
用于声波调控的近零密度分形声学超材料
2
作者
唐世灏
何川
蔡景勇
陶猛
机构
贵州大学机械工程学院
出处
《振动与冲击》
2025年第18期326-332,共7页
基金
国家自然科学基金(52265010)。
文摘
高性能声波调控一直是人们所追求的重要目标。近年来,因其优异的透射性能,近零折射率材料受到了研究人员的广泛关注。借助自然界中的分形现象,基于皮亚诺曲线和空间卷曲理念改进设计了一阶和二阶的分形结构单元。利用数值计算方法计算了分形结构的透射系数和反射系数,通过等效参数法反演得到了分形结构的等效声学参数。结果表明,一阶和二阶分形结构分别在1456 Hz、884 Hz和1178 Hz展现出较好的近零密度特性,具备小尺度调控大波长的特点。进一步地,基于所设计的分形结构单元制作了不同的声学超材料板,实现了波前整形、声学隐身以及声学单向传输现象。最后,利用3D打印技术制作了相应的分形结构单元样品,并对样品的透射系数进行了试验测试,以评估声波在其内部的传输特性。实测结果与数值分析结果符合较好,验证了数值分析结果的准确性和结构设计的有效性。
关键词
近零折射率
声
学超材料
声单向传输
声
隐身
Keywords
near-zero refractive index
acoustic metamaterials
acoustic unidirectional transmission
acoustic cloaking
分类号
TH1 [机械工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水下亚波长广角声单向传输结构设计与优化
陆伟
张赛
许伯强
张宇
曹文武
《陕西师范大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2019
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
用于声波调控的近零密度分形声学超材料
唐世灏
何川
蔡景勇
陶猛
《振动与冲击》
2025
在线阅读
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职称材料
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