南京大学学报(自然科学版)
南京大學學報(自然科學版)
남경대학학보(자연과학판)
Journal of Nanjing University (Natural Sciences)
2015年
6期
1114-1119
,共6页
声学超材料%声学透镜%渐变折射率
聲學超材料%聲學透鏡%漸變摺射率
성학초재료%성학투경%점변절사솔
acoustic metamaterials%acoustic lens%gradient refractive index
基于等效媒质理论提出了一种由新型声学超材料设计的渐变折射率透镜。根据电磁学与声学基本参数存在的类比关系,参照电磁人工材料设计中提取单元结构的等效电导率和等效磁导率的方法,分别提取单元结构的等效弹性模量和等效质量密度,并进一步求得其等效相对阻抗和等效折射率,对设计的透镜进行有限元数值仿真在宽频范围内得到了与实验一致的偏折角度。该透镜由光敏树脂3D打印制成,与传统透镜相比,它具有尺寸小、设计简单、精度高,重量轻等特点。仿真结果和测试结果吻合较好,进一步验证了声电类比设计方法的可行性,为设计宽频带新型声学参数人工材料提供了一种新途径。
基于等效媒質理論提齣瞭一種由新型聲學超材料設計的漸變摺射率透鏡。根據電磁學與聲學基本參數存在的類比關繫,參照電磁人工材料設計中提取單元結構的等效電導率和等效磁導率的方法,分彆提取單元結構的等效彈性模量和等效質量密度,併進一步求得其等效相對阻抗和等效摺射率,對設計的透鏡進行有限元數值倣真在寬頻範圍內得到瞭與實驗一緻的偏摺角度。該透鏡由光敏樹脂3D打印製成,與傳統透鏡相比,它具有呎吋小、設計簡單、精度高,重量輕等特點。倣真結果和測試結果吻閤較好,進一步驗證瞭聲電類比設計方法的可行性,為設計寬頻帶新型聲學參數人工材料提供瞭一種新途徑。
기우등효매질이론제출료일충유신형성학초재료설계적점변절사솔투경。근거전자학여성학기본삼수존재적류비관계,삼조전자인공재료설계중제취단원결구적등효전도솔화등효자도솔적방법,분별제취단원결구적등효탄성모량화등효질량밀도,병진일보구득기등효상대조항화등효절사솔,대설계적투경진행유한원수치방진재관빈범위내득도료여실험일치적편절각도。해투경유광민수지3D타인제성,여전통투경상비,타구유척촌소、설계간단、정도고,중량경등특점。방진결과화측시결과문합교호,진일보험증료성전류비설계방법적가행성,위설계관빈대신형성학삼수인공재료제공료일충신도경。
We describe the design,fabrication,and measurement of a two-dimensional acoustic lens with gradient refractive index.According to the correspondence between material parameters in electromagnetis mand acoustics, the retrieval of the effective material parameters like in electromagnetism is used in design,and the effective relative impedance and refractive index are received.Designed lens is simulated by COMSOL within certain bandwidth,and is consistent with measurement result.This lens is made of photopolymer through rapid prototyping stereo lithography.Compared with traditional acoustic lens,it has a number of advantages including smaller size,higher ac-curacy,lighter weight and easier design methodology.Both the simulated and the measurement results agree very well,furthermore it verifies the feasibility of this design method borrowing from electromagnetism,and provides a new idea for design of broadband acoustic metamaterial.