用于水声学的宽带五模椭圆型斗篷的实验验证
材料科学
2021-08-26 v1
摘要
本文报告了用于水声学中椭圆目标散射缩减的五模斗篷的数值设计与实验验证。尽管变换声学斗篷是一个广为人知的理论概念，但由于所需材料分布的复杂性带来的困难，针对非轴对称目标的基于变换的声学斗篷的实验验证一直受到阻碍。我们通过采用在椭圆坐标中定义的线性准对称映射克服了这些困难，该映射允许设计具有恒定各向异性弹性与标量非均匀密度的五模斗篷。然后，我们对实现所计算材料分布的晶胞执行基于长波长均匀化的优化。数值验证允许评估所设计微结构的工作范围，该范围仅取决于波长与微结构尺寸之比，因此以最大归一化波数 \kappa L_c 表示，其中 L_c 为所考虑晶胞的特征长度。本文还讨论了微结构中所有晶胞共有的五模带隙对斗篷散射性能的影响，发现它实际上对散射缩减是不利的。最后，制备了试样并在 0.45<\kappa L_c<1.34 范围内进行了实验测试。
引用
@article{arxiv.2108.11158,
title = {Experimental validation of a broadband pentamode elliptical-shaped cloak for underwater acoustics},
author = {Davide Enrico Quadrelli and Matteo Alessandro Casieri and Gabriele Cazzulani and Simone La Riviera and Francesco Braghin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.11158},
year = {2021}
}