【摘要】：以普通波導管內(nèi)部嵌入彈性薄膜為基本單元結(jié)構(gòu),構(gòu)造了零折射率聲學超材料.研究表明,在頻率為fm=453.64Hz時能實現(xiàn)等效質(zhì)量密度為零的零折射率超材料.在零折射率超材料兩端接上截面積較大的普通波導管構(gòu)造了復合零折射率超材料,利用聲傳輸線理論和聲阻抗匹配理論,分析了該復合超材料中能量傳輸和軸向聲壓分布情況.理論和仿真結(jié)果表明:盡管在零折射率超材料與普通波導管之間存在極大的幾何不匹配,系統(tǒng)在輸入聲波頻率為fm和Fabry-Pérot(FP)共振頻率時能實現(xiàn)聲波完全傳輸,且在頻率fm處具有相位超耦合和傳輸增強等特性.除此之外,當改變復合超材料中零折射率超材料的長度D和彎曲角度θ時,發(fā)現(xiàn)其在頻率為fm時所具有的特性不變,而FP共振頻率的大小會隨零折射率超材料長度的變化而改變.
[Abstract]:An acoustic supermaterial with zero refractive index was constructed using elastic thin film embedded inside the waveguide as the basic structure. The results show that zero refractive index supermaterial with zero equivalent mass density can be realized at fm=453.64Hz frequency. A composite zero-refractive index supermaterial is constructed by using a common waveguide tube with a large cross section at both ends of the material. The energy transmission and axial sound pressure distribution in the composite supermaterial are analyzed by using the acoustic transmission line theory and the acoustic impedance matching theory. The theoretical and simulation results show that although there is a great geometric mismatch between the zero-refractive index supermaterial and the ordinary waveguide, the system can transmit the sound wave completely when the input frequency is fm and Fabry-P 茅 rot (FP) resonance frequency. And it has the characteristics of phase overcoupling and transmission enhancement at frequency fm. In addition, when the length D and bending angle 胃 of the zero-refractive index metamaterial in the composite supermaterial are changed, it is found that the characteristics of the composite supermaterial are invariant when the frequency is fm. The resonance frequency of FP varies with the length of zero refractive index supermaterial.
【作者單位】： 南京工業(yè)大學計算機科學與技術(shù)學院;近代聲學教育部重點實驗室南京大學聲學研究所;
【基金】：國家自然科學基金(61571222;11104142) 江蘇省六大人才高峰高層次人才項目 江蘇省青藍工程人才項目
【分類號】：TB34

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本文編號：2207746