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含椭圆体和倒圆椭球体的颗粒复合材料的电磁均质化(考虑方向性分布)

光学 2025-04-07 v1

摘要

developed Bruggeman 和 Maxwell Garnett 同化形式的实现,用于估计由随机分布的电气小型颗粒组成的混合材料(HCM)的相对介电率二乘子 ϵHCM\underline{\underline{\epsilon}}^{\rm HCM}。这些颗粒具有椭圆体和倒圆椭球体的形状。组件颗粒的二维/三维方向性分布由高斯概率密度函数指定。开展了数值调查,以探讨HCM各向异性与方向性分布标准差之间的关系。对于二维分布,ϵHCM\underline{\underline{\epsilon}}^{\rm HCM} 通常是二各向异性的,但当标准差趋于零或超过 3 时变为各向同性。对于三维分布,ϵHCM\underline{\underline{\epsilon}}^{\rm HCM} 通常是各向同性的;然而,当标准差超过 1 时变为各向同性,标准差较小的值会导致更大的 HCM 各向异性程度。Bruggegen 形式和 Maxwell Garnett 形式对 ϵHCM\underline{\underline{\epsilon}}^{\rm HCM} 的估计在 Maxwell Garnett 形式适用的体积分数范围内大致一致,但 Maxwell Garnett 形式预测的 HCM 各向异性程度通常略高于 Bruggegen 形式,特别是在标准差较小的值时。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.03530,
  title  = {Electromagnetic homogenization of particulate composite materials comprising spheroids and truncated spheroids with orientational distribution},
  author = {Héctor M. Iga-Buitrón and Tom G. Mackay and Akhlesh Lakhtakia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.03530},
  year   = {2025}
}