专栏名称: COMSOL 多物理场仿真技术

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学术前沿 | 圆柱壳超表面中的偏转入射弯曲波

COMSOL 多物理场仿真技术 · 公众号 · · 2024-12-28 21:27

正文

如今，超表面的研究大多集中在平板上，而曲面板在工程结构中应用广泛，对弹性波传播机制缺乏足够的相应研究。本文研究了入射弯曲波在不同曲率的圆柱壳超表面中的传输特性，并通过特定相移的积累来实现弯曲波调制。首先，在亚波长范围内构建了由弯曲圆柱体组成的超表面单元模型，采用有限元方法分析了不同曲率下弯曲波的透射率和相位。然后，根据广义壳定律选择具有特殊几何尺寸的超胞组合成一个完整的圆柱壳超表面，并通过曲线拟合得到不同曲率的弯曲波的近似挠度公式。最后，通过仿真和实验的对比结果验证了入射弯曲波调制的准确性。结果表明，曲率与相位之间存在特殊的函数关系，超表面上弯曲波的偏转角与预测值相似。从本文中可以得知，相移的变化随着曲率的增加而减小，上述公式不仅可以用于不同曲率的圆柱壳，还可以保证高透射率和全相位控制。因此，这项工作可能在振动控制、超声制导、能量收集和声音隐身等领域具有广泛的潜在应用。

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