彈性波主動開放式的隱身現象的研究

《彈性波主動開放式的隱身現象的研究》是依託華中科技大學，由趙德剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：彈性波主動開放式的隱身現象的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙德剛
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

經典波的隱身現象是近年來人工微結構領域中的一個熱門研究課題。由於彈性波的波動方程中橫波模式和縱波模式的耦合，使得一般化的彈性波無法使用傳統的坐標變換法產生隱身，利用坐標變換產生彈性波的隱身只在某些特殊條件下才能實現。在本項目中，我們研究一種新型的隱身模式：主動開放式隱身。它是在空間中設定一些外部波源，通過與入射波的干涉，在空間中主動產生一個隱身區域。這種隱身模式的優點是可以對一般的彈性波進行隱身，其隱身現象的產生僅依賴於外部源的性質，在結構設計上，具有更大的自由度。本項目採取邊界積分方程法，研究彈性波在二維和三維體系中的主動開放式隱身現象，設計簡潔實用的產生隱身的結構，研究結構對入射波隱身的方向選擇性、模式選擇性等物理性質，並考慮外部源本身對入射波的散射，對結果進行修正，使之更接近真實的實驗。最後將特殊的隱身現象擴展到更一般的幻象現象。根據理論模擬結果，設計結構，指導實驗。

結題摘要

本項目主要通過設計聲學人工結構，比如聲子晶體和聲學超材料，調節與操控聲波或彈性波在結構中的傳播，從而產生新奇的物理現象。本項目是一個以理論研究為主的項目，主要內容包括聲學隱身以及相關問題，同時依據國內外研究現狀，開展關於聲學負反射、聲波囚禁、聲學宇稱-時間對稱結構、聲學拓撲態等熱門方向的研究。截止到項目結題，在國際知名物理學期刊上一共發表文章八篇，培養學生兩名。其研究結果在聲學新奇狀態的研究、聲波的操控、新型聲學器件的設計等方面有重要的指導作用，研究內容在水下聲學、空氣聲學、超聲醫學、聲學探測等方面有重要的套用價值和科學意義。