脉动模材料的水下声学拓扑优化

本研究提出了一种用于设计脉动模声学材料的自动化拓扑优化框架。该框架在精确控制材料有效声学性能的同时，最小化剪切模量以实现流体行为。该方法结合了低频均匀化用于准确属性评估和 adjoint 方法用于高效灵敏度分析。虚拟温度法（VTM）确保结构连通性和可制造性，解决了低刚度、高质量密度微结构的典型挑战。该框架通过设计勒内伯格透镜和水下声学隐身披风进行演示。声学-弹性仿真验证了单胞和完整装置的性能。该方法无需预定义几何形状，提供了一种灵活、可靠且可扩展的传统参数化优化的替代方案，为复杂各向异性脉动模材料的自动化设计提供了强大工具。