用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构及其设计方法技术

本发明专利技术提供用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构及其设计方法，包括局域共振超构表面结构包括基板以及均匀且共线设置在基板上的多个第一局域共振单胞和第二局域共振单胞，第一局域共振单胞和第二局域共振单胞分别位于基板第一区域和第二区域，第一局域共振单胞和第二局域共振单胞均包括第一质量弹簧谐振器和第二质量弹簧谐振器，仅设置顺序相反。第一质量弹簧谐振器与第二质量弹簧谐振器质量不同但刚度相同。当按照设定频率在基板边缘且靠近单胞位置击发特定频率产生弯曲波时，在两个超构表面的界面处能够产生非常明显能量聚集效果。本发明专利技术结构简单，单胞尺寸远小于入射波波长，入射波形式无限制，无需外部供能，经济性和环境适应性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程结构中的弹性波动，具体涉及用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构及其设计方法。

技术介绍

1、弹性波超材料具有天然材料所不具备的功能和特性，为操纵弹性波提供了新的途径。它们通常是通过单胞的周期性或准周期性排列来产生能带结构，利用局域共振或布拉格带隙来操纵超材料中弹性波的波动特性。

2、随着广义斯涅尔定律的提出，超构表面作为一种具有更紧凑构型的超材料，引起了人们的广泛关注。这里的紧凑构造是指超材料结构的周期维度小于目标波矢量的维度，例如三维空间中的层状结构或二维空间中的条状结构。大多数超构表面通过引入单元格的渐变来呈现相位梯度，从而实现对波面的任意调制，如异常反射或折射、幻源和聚焦等，这些超构表面也被称为相位梯度超构表面。此外，还有其他一些不具备相位梯度的紧凑型周期结构也被称为超构表面，一种是半空间表面的周期或梯度结构，通常由孔、槽周期阵列构成，可以实现彩虹捕获、模式转换、umklapp转换和拓扑边缘态等表面波调控；另一种是在无限或半无限板中形成一维周期或梯度结构，通常由槽阵列构造而成，它可以引导和操纵弯曲波。基于弹性超材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构，其特征在于，包括四边自由的基板以及固定在基板上的第一局域共振单胞和第二局域共振单胞；

2.根据权利要求1所述所述用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构，其特征在于，所述基板采用金属材料制成。

3.根据权利要求1所述所述用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构，其特征在于，所述局域共振超构表面结构安装在激励源上时，激励源位于基板边缘且靠近第一局域共振单胞或第二局域共振单胞位置。

4.权利要求1-3任一项所述用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

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【技术特征摘要】

1.用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构，其特征在于，包括四边自由的基板以及固定在基板上的第一局域共振单胞和第二局域共振单胞；

2.根据权利要求1所述所述用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构，其特征在于，所述基板采用金属材料制成。

3.根据权利要求1所述所述用于弯曲波引导和聚集的局域共振超构表面结构，其特征在于，所述局域共振超构表面结构安装在激励源上时，激励源位于基板边缘且靠近第一局域共振单胞或第二局域共振单胞位置。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈一舟，徐艳龙，安蓉，姜鹏飞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：

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