收藏本站
收藏 | 投稿 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

圆弧形超表面对透射声波的可调控制与功能转换

陈阿丽  王新萌  汪越胜  
【摘要】:基于"螺丝-螺母"的工作原理,设计了可调的透射型三通道螺旋单元,通过调节螺丝的旋拧深度来改变声通道的长度,从而实现对透射声波相位的调节.利用有限元方法计算了单元的透射波相位差和透射系数随频率和旋拧深度的变化规律.在平面广义Snell定律基础上推导了适用于圆弧形曲面的广义Snell定律.设计了圆弧形超表面,包括弧状和圆环状两种,实现了对透射声波波前的可调控制.根据所要实现的声学功能和给定的工作频率,利用单元的透射波相位差随旋拧深度的变化规律和圆弧形表面的广义Snell定律,确定超表面上所需的相位分布梯度及每个单元的旋拧深度,并同时考虑透射系数随旋拧深度的变化规律来对单胞旋拧深度进行适当的调整,以保证超表面具有较高的透射率.利用圆弧形超表面实现了宽频范围内声波的定向折射、波束分离和声束聚焦等声学功能的转换;利用圆环形超表面则实现了三向分波、波场螺旋化及源位置虚拟移动等声学功能的转换.同时针对上述功能进行了全波场的有限元数值模拟和相应的声学实验,实验结果与有限元模拟结果吻合良好,验证了所设计超表面对声波波前调控的有效性.研究结果将为不规则非平面可调声学器件的设计提供理论指导.

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 杜子华;张伟江;;声波在小口径分叉管中的传播[J];上海交通大学学报;1983年04期
2 张文飞;声波方程数值反演的FR法[J];计算物理;1991年03期
3 邵秀民,刘臻;带吸收边界条件的声波方程显式差分格式的稳定性分析[J];计算数学;2001年02期
4 戎笑;;一类无界且带不平坦界面的声波导传播计算[J];浙江大学学报(理学版);2013年02期
5 顾桂定,张关泉;一维声波方程反问题差分法的一些数值结果[J];应用科学学报;1988年02期
6 张阔;;增材制造技术中基于时域有限元方法的声波—弹性波耦合(二):应用[J];工业技术创新;2019年06期
7 丛文相,林宗楷,朱汉强;利用分数傅里叶变换实现波场重构(英文)[J];应用基础与工程科学学报;1999年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 杨阿莉;声波与热传导方程反问题的研究[D];西北大学;2007年
2 李铭钧;钻杆声波传输模型的有限元分析[D];西安石油大学;2020年
3 关东;二维声波波动方程波场正演的计算机数值模拟的研究[D];成都理工大学;2013年
4 陈福翠;声学中介质反问题的数值计算[D];黑龙江大学;2011年
5 常立晔;二维声波反散射问题的数值方法与Nystr(?)m方法的应用[D];西北大学;2009年
6 杨浩;波在Pekeris声波导中的传播快速计算研究[D];杭州师范大学;2013年
7 高原;井外点源激发弹性波场模拟及基于互易性的检验[D];哈尔滨工业大学;2019年
8 魏妮娜;变网格有限差分波场数值模拟的研究[D];西安工程大学;2018年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978