展开工程超材料设计:大规模声学超结构松弛微形态建模
应用物理
2022-09-07 v1
摘要
本文给出一种在低频声学域呈现带隙的晶胞。相应的超材料由该晶胞的周期性排布构成。我们严格证明,只要考虑足够大的试样,松弛微形态模型便可应用于大规模超材料设计。我们通过将金属蚀刻工艺应用于钛板来制造该超材料,以表明其用于实际生产是可行的。还进行了实验测试,证实超材料的响应与理论设计吻合良好。为表明我们的微形态模型为超结构设计开辟了前所未有的可能性,我们设计了一种有限尺寸结构,能够将弹性能量聚焦于受限区域,从而使其可能的后续再利用成为可能。事实上,得益于引入一组适定的微形态边界条件,我们可将不同超材料与经典 Cauchy 材料组合,使得振源产生的弹性能量聚焦于特定的收集点。由于超结构尺寸庞大(包含数百个晶胞),该结构的设计原本无法(例如通过直接模拟)实现。
引用
@article{arxiv.2204.06930,
title = {Unfolding engineering metamaterials design: relaxed micromorphic modeling of large-scale acoustic meta-structures},
author = {F. Demore and G. Rizzi and M. Collet and P. Neff and A. Madeo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.06930},
year = {2022}
}