三维空间中完全各向异性流体材料全部有效声学属性的通用反演方法
计算物理
2019-01-30 v1
摘要
随着超材料与变换声学的发展，各向异性流体材料日益受到关注。在一般三维情形下，此类材料由体积模量与完整的密度对称矩阵表征。本文提出一种方法，从入射于材料层上的一组选定的六个平面波中反演体积模量与密度矩阵的全体六个分量。由密度张量的六个分量，可恢复材料的三个主轴方向与三个主密度。该方法依赖于由状态矢量分析导出的反射与透射系数的解析表达式。由此得到材料参数的简单、闭式且易实现的逆关系。作为示例，考虑了声波通过重叠充空气椭球的正交晶格的情形，其有效复频变体积模量与密度矩阵由均匀化单元问题导出并计入黏热损耗。将该反演方法应用于均匀化层，结果印证了其在精确提取全部七个材料参数上的鲁棒性。这使得三维各向异性流体材料的表征与设计成为可能。
引用
@article{arxiv.1810.03603,
title = {General method to retrieve all effective acoustic properties of fully-anisotropic fluid materials in three dimensional space},
author = {Arthur Terroir and Logan Schwan and Théo Cavalieri and Vicente Romero-García and Gwénaël Gabard and Jean-Philippe Groby},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.03603},
year = {2019}
}