吉首大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 32-36.DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2023.06.006

• 功能超材料 • 上一篇    下一篇

透射型声超表面斗篷的设计

隋玉梅,孔鹏,邓科,赵鹤平   

  1. (1.吉首大学物理与机电工程学院,湖南 吉首 416000;2.湖南财政经济学院,湖南 长沙 410000)
  • 出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-12-19
  • 通讯作者: 孔鹏(1988—),男,河南信阳人,吉首大学物理与机电工程学院讲师,博士,主要从事声学超材料的设计已经拓扑声学研究.E-mail:kongpeng@jsu.edu.cn.
  • 作者简介:隋玉梅(1996—),女,山东青岛人,吉首大学物理与机电工程学院硕士研究生,主要从事声学人工微结构物理方向研究
  • 基金资助:
    国家民委高等教育教学改革研究项目(149,119);吉首大学2021年度研究生校级科研项目(JDY21028)

Design of Ultrathin Transmissive Acoustic Cloak

SUI Yumei,KONG Peng,DENG Ke,ZHAO Heping   

  1. (1.College of Physics and Electromechanical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,Hunan China;2.Hunan University of Finance and Economics,Changsha 410000,China)
  • Online:2023-11-25 Published:2023-12-19

摘要:利用2种超表面(相位调控超表面和近零折射率超表面),构建了一种透射型声超表面斗篷.首先,设计了一种具有迷宫结构的近零折射率超表面,该超表面具有近零折射特性,能够使声波绕过障碍物,并沿原入射方向传播;其次,在近零折射率超表面外层基于亥姆霍兹共振结构设计了一种相位调控超表面,该超表面可以通过改变内部空腔长度来实现相位变化,既能调节声波相位,又能保持高透射率,确保声波有效通过.仿真计算结果显示,透射型声超表面斗篷在4 960 Hz频率下能有效隐藏方形物体.

关键词: 透射型声斗篷, 广义Snell定律, 超表面, 等效介质理论

Abstract: Acoustically transmissive cloak is constructed with a combination of two labyrinthine type metasurfaces-phase-modulated metasurface and near-zero refractive index metasurface.The near-zero refractive index metasurface is verified by energy band calculation and equivalent medium theory to have zero refractive index property similar to phonon crystals,so that it can guide the acoustic waves to continue to go around the obstacles in the original direction of the acoustic waves;the phase-modulated metasurface,on the other hand,should have a high transmittance while having the role of phase-modulation to ensure that the acoustic waves can pass through in large quantities.The simulations and calculations show that the acoustic transmission cloak formed by the construction works well.

Key words: transmissive acoustic cloak, generalized Snell's law, metasurface, equivalent medium theory

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