用于宽带超吸收波的降阶模型
数值分析
2026-03-13 v1 数值分析
数学物理
math.MP
摘要
本文提出了一种新的设计，用于吸收低频声波，采用薄层涂层，由周期性排列的亚波长声学共振器构成，覆盖在反射表面上。我们首先研究了相关的散射问题和相应的亚波长共振问题，然后依据周期电容矩阵推导了共振频率和反射系数的解析近似式，适用于以Dirichlet边界条件为半空间。这些近似式yield出一种有效的宏观描述，通过阻抗边界条件表述，并阐明了通过近似耦合条件实现超吸收的机制。此外，它们导致一种降阶模型，使能够高效地在频率带上计算散射波，并加速宽带吸收设计。基于此降阶模型，我们开发了一种基于共振量导数的梯度形状优化方法，以实现宽带吸收。数值实验表明，该设计在宽带性能方面有效，而且该设计程序也有效。
引用
@article{arxiv.2603.11962,
title = {Reduced Order Model for Broadband Superabsorption of Waves by Metascreens},
author = {Habib Ammari and Yu Gao and Lara Vrabac},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.11962},
year = {2026}
}