多種類型波在超材料中傳播效應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，各種機(jī)械設(shè)備與電子電器產(chǎn)品的創(chuàng)造和使用，給人們的生活帶來了便利和進(jìn)步，但同時(shí)伴隨著噪聲與電磁輻射的產(chǎn)生。噪聲、電磁污染不僅降低人們的生活質(zhì)量，甚至危害人體健康，嚴(yán)重制約國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及國防工業(yè)的發(fā)展。因此，抑制結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)和噪聲、發(fā)展電磁波屏蔽技術(shù)具有重大的意義。最近科學(xué)家提出了“超材料”的新概念，超材料是一種由人工微結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)或者復(fù)合材料，憑借其呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)恰好可以

2、滿足以上要求。為了進(jìn)一步了解超材料對于噪聲、振動(dòng)和電磁輻射的影響，故研究聲波、振動(dòng)波和電磁波在超材料結(jié)構(gòu)中的傳播效應(yīng)。
　　本研究首先基于超材料概念的定義設(shè)計(jì)出一種聲學(xué)超材料封閉箱體結(jié)構(gòu)，將聲波、振動(dòng)波視作同一類型的波（機(jī)械波）來處理。通過有限元軟件ABAQUS對聲波、振動(dòng)波在聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)中的傳播進(jìn)行數(shù)值模擬，并與無聲學(xué)超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，在此基礎(chǔ)上最后對聲學(xué)超材料封閉箱體整體隔音性能作了對比分析。然后在聲學(xué)超材料封閉箱體結(jié)構(gòu)的

3、基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種電磁超材料薄板結(jié)構(gòu)。通過有限元軟件ANSYS對電磁波在電磁超材料結(jié)構(gòu)中的傳播進(jìn)行數(shù)值模擬，并與無電磁超材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，在此基礎(chǔ)上最后對比分析了電磁超材料結(jié)構(gòu)對電磁波的電磁響應(yīng)程度。通過以上數(shù)值計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了聲波、振動(dòng)波和電磁波在超材料結(jié)構(gòu)中的傳播，對比分析了有/無超材料結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果，得出了以下結(jié)論：超材料結(jié)構(gòu)能夠抑制聲波、振動(dòng)波和電磁波的傳播；聲學(xué)超材料封閉箱體結(jié)構(gòu)能夠有效屏蔽中心聲源從而達(dá)到優(yōu)異的隔音性能；電磁