通过松弛微形态模型探索超材料结构：将声学屏蔽体切换为声学吸收体

尽管近几十年来设计具有奇异静态与动态特性的新型超材料引起了深切关注，但探索其与其他材料相互作用的努力甚少。这阻碍了能够增强超材料非传统行为并可用于实际工程应用的（元）结构的构想。在本文中，我们针对这一挑战性问题给出初步解答：表明具有零静态特征长度的松弛微形态模型可有效地用于描述简单元结构在扩展频率范围及任意入射波传播方向上的折射特性。得益于简化模型的结构，我们得以高效探索不同构型，并表明给定元结构在改变特定元结构单元的弹性属性时，其整体折射行为可发生剧烈变化。在某些情况下，改变与超材料板接触的均匀材料的刚度，会通过将该结构从声学屏蔽体（全反射）逆转为声学吸收体（全透射）而反转其折射行为。本文清晰地表明，尽管研究并增强超材料本征特性无疑极为重要，但更具挑战性的是促成能够最终推动超材料在实际案例中应用的元结构的构想。