基于变换声学的角反射器的设计

基于超材料的新型声学器件是近年来的研究热点,变换声学为这些新型声学器件的实现带来了可能。该文提出了一种基于变换声学的声反射器模型的设计方法。通过简单的线性映射,该声反射器具有均匀而各向异性的参数。利用Biot流体等效介质理论,通过周期分层结构可以对该反射器进行实现。仿真结果显示,在一定角度范围内,该反射器可以将声波按照入射方向进行反射,同时也验证了该结构的宽频有效性。

基于五模材料的圆柱声隐身斗篷坐标变换设计

五模超材料具有与流体相似的物理性质,为各向异性流体的物理实现提供了途径,因此Norris提出了将其用于声隐声斗篷设计的思路.本文对Norris五模超材料声隐声斗篷设计中提出的坐标变换方程进行研究,利用有限元方法对不同坐标变换下声隐声斗篷的平均可视度进行数值计算,分析了五模超材料斗篷的隐身性能影响因素及规律.结果表明,通过选取不同的坐标变换方程改变其物性参数分布,能够调节斗篷中的声波传播路径,对声隐声斗篷的声散射特性产生明显影响.因此,选择合适的坐标变换方程能够有效改善隐身性能.

任意形状声学黑洞的简化设计方法

提出一种简化的任意形状声学黑洞设计方法。利用比例映射变换,可以消除传统声学变换方法所导致的材料参数的高度各向异性,降低声学黑洞吸收体的制作成本。数值结果表明,该模型可以实现复杂形状下声波的显著吸收,证明了任意形状声学黑洞的有效性。该工作将对声学能量吸收和噪声控制提供一定的理论依据。

超声脑成像和经颅超声传感增强方法

超声脑成像技术在脑疾病的诊断和治疗方面有着广泛的应用前景,具体包括超声多普勒成像、超声造影成像、超声定位显微成像、超声弹性成像和时延校正成像。由于颅骨声阻抗与背景介质声阻抗存在显著差异,超声经颅传播时会产生强烈的反射、衰减、波形畸变等,导致超声图像的信噪比降低。针对此问题,本文介绍了基于变换声学理论的颅骨互补声学超构材料设计方法,并通过仿真来验证该方法的有效性。仿真结果表明:具有各向异性参数分布的双负声学超构材料能够抵消颅骨畸变层带来的声衰减及波形畸变,使声波在几乎不造成能量损失的情况下通过颅骨畸变层,从而实现超声透射传感增强。该方法对研究基于声学超构材料的无创高分辨率超声脑成像技术具有重要意义。

吸声超材料研究进展

介绍了基于局域共振机理的吸声超材料的基本原理和其负等效质量密度、负等效体积模量和两者"双负"的特点,详细介绍了基于局域共振机理的声子晶体型、薄膜型、声子玻璃型和频率编码型等吸声超材料的结构形式、基本原理和性能特点。还介绍了基于其它吸声机理的超材料的结构特点、吸声原理和最新研究进展。最后,对吸声超材料的未来发展方向进行了展望。