学术前沿 | 手性超材料拓扑优化及其在水下隔音中的应用

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      手性超材料已被证明具有许多吸引人的力学现象，例如负泊松比、高抗冲击性和能量吸收。这项工作将手性超材料的应用扩展到水下隔音。利用拓扑优化方案逆向设计了具有低声阻抗和适当刚度的各种手性超材料。低声阻抗使超材料具有高宽带声音传输损耗（STL），而适当的刚度保证了其在静水压力下的稳健声学性能。作为概念验证演示，在充满水的阻抗管中制造并测试了两个样本。实验结果表明，在1 kHz～5 kHz的宽广频率范围内，试件平均能隔离95%以上的入射声能，且隔声性能在一定的静水压力下保持稳定。这项工作可能为手性超材料在水下隔音应用中提供新的见解。       总之，本文提出了一种简单的水下手性超材料逆设计的拓扑优化方法。优化目标是在保持一定刚度的情况下，最小化手性晶格的声阻抗。通过拓扑优化，通过调整不同 ………………………………