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一种多层结构亚波长谐振子的构造方法技术

技术编号:44919720 阅读:20 留言:0更新日期:2025-04-08 19:00
本发明专利技术公开了一种多层结构亚波长谐振子的构造方法,包括以下步骤:基于亚波长谐振子的材料,构建N层亚波长谐振子结构的材料参数模型;根据N层亚波长谐振子结构的材料参数模型,构建N层亚波长谐振子的电容矩阵;根据N层亚波长谐振子的电容矩阵,获取电容矩阵特征值;根据电容矩阵特征值,得到N层亚波长谐振子共振频率对应参数选取模型;根据N层亚波长谐振子共振频率与对应参数的模型,进行材料参数选择,实现选定共振频率对应的N层亚波长谐振子的构造。本发明专利技术提高了多层结构亚波长谐振子设计的准确性和效率,降低了重复试验资源与时间的浪费,促进了所述谐振子的定制化应用的实现,也为其在光学、声学以及其他领域的定制化应用奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于谐振子构造,具体涉及一种多层结构亚波长谐振子的构造方法


技术介绍

1、声子晶体是由弹性固体周期排列在另一种固体或流体介质中形成的一种新型功能材料。通过类比光子晶体,人们发现弹性波在周期弹性复合介质中传播时,也会产生类似于光子带隙的弹性波带隙,从而提出了声子晶体的概念。

2、在声子晶体的研究中,大多数结构通常由单层谐振器组成。然而,由于这种配置的带隙宽度较窄和滤波性能较差,其在实际工程中的应用受到了限制。因此,研究者们开始探索具有更宽带隙的超材料设计。特别地,多层材料因其优异的可调性和高质量的谐振特性,成为亚波长谐振器的理想选择。现有的研究方法大多通过实验探索特定多层结构的材料,以验证其是否能实现次波长共振。然而,这种实验方法缺乏普遍性,无法提前指导材料参数的设计,只能通过不断的实验尝试来进行调整。当材料层数增多时,这种实验方法的局限性因为它提供的先验信息有限而显得尤为明显。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种多层结构亚波长谐振子的构造方法,通过采用理论分析手段刻画在任意本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,步骤S1具体为:使用密度和体积模量来表征N层亚波长谐振子的材料参数,得到材料参数模型;其中任意N层材料构建是逐层交替变化的,亚波长谐振器嵌套在背景基质中;引入两个无量纲对比度参数,分别用来表示亚波长谐振器的密度与体积模量和背景基质的密度与体积模量的比值。

3.根据权利要求2所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,所述密度使用以下算式表示:其中,x为空间位置;为谐振器密度;为背景基质密度;为亚波长谐振器;为背景基质;所述体...

【技术特征摘要】

1.一种多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,步骤s1具体为:使用密度和体积模量来表征n层亚波长谐振子的材料参数,得到材料参数模型;其中任意n层材料构建是逐层交替变化的,亚波长谐振器嵌套在背景基质中;引入两个无量纲对比度参数,分别用来表示亚波长谐振器的密度与体积模量和背景基质的密度与体积模量的比值。

3.根据权利要求2所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,所述密度使用以下算式表示:其中,x为空间位置;为谐振器密度;为背景基质密度;为亚波长谐振器;为背景基质;所述体积模量使用以下算式表示:

4.根据权利要求2所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,所述无量纲对比度参数包括第一对比度参数和第二对比度参数,使用以下算式进行表示:且,的取值为有界正常数,表示谐振器和背景基质中的波速相当。

5.根据权利要求1所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于,步骤s2具体为:基于步骤s1得到的材料参数模型,对于任意层数与厚度的材料结果,通过声波在材料结构中传播所满足的边界条件,根据dirichlet-to-neumann算子方法刻画n层亚波长谐振子共振现象,得到与材料层数与厚度相关的电容矩阵。

6.根据权利要求5所述的多层结构亚波长谐振子的构造方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓又军孔令政方晓萍
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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