仿生地震超材料：变换晶体中的时域模拟

我们提出了变换晶体学的概念，即对周期结构施加几何变换。我们根据晶体学限制定理考虑具有三重、四重和六重对称性的基元。此外，我们定义了具有五重对称性的基元，例如通过截投影法生成的准晶体。我们使用有限差分时域免费软件 SimSonic 分析了变换晶体和（Penrose 型）准晶体中的弹性波传播。我们考虑了基于三角形、正方形和六角蜂窝晶体的具有方形、圆形、椭圆形和花生形状的地震隐身衣的设计。有趣的是，变形技术的使用导致了具有类似 Victor Vasarely 艺术作品 interpolated 几何形状的隐身衣设计。采用类石墨烯（六角蜂窝）结构的案例，可以在大型地震超材料（如用混凝土或砂浆柱加固的土壤）与纳米尺度生物化学超材料之间建立有用的类比。我们进一步指出了弹动力学波和流体力学波的隐身衣与扩散（热或质量）扩散过程的隐身衣之间的相似性，特别是在不可见性和保护方面。从钻孔加固土壤的实地测试分析中提取的实验数据展示了仿生地震超材料的应用。我们得出结论，这些新型材料在生物物理学和地球物理学中具有广阔的应用前景。