学术前沿 | 多材料拓扑优化设计指定带隙局部共振声超材料

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        局部共振声学超材料(LRAMs)具有显著的应用潜力，因为它们可以形成亚波长带隙。然而，当前大多数研究并未涉及设计具有指定带隙的LRAMs，尽管此类LRAMs对于实际应用具有重要意义。为了解决这一问题，我们提出了一种基于参数化水平集的拓扑优化方法，该方法可以使用多种材料设计满足指定频率约束的LRAMs。在此方法中，引入了一种基于均质化框架的简化带隙计算方法，建立了一个受限子系统和一个不受限子系统，以确定带隙，无需依赖布里渊区。这些子系统专门用于模拟LRAMs中的带隙现象，从而在优化过程中促进带隙的形成。在该方法中使用的多材料表示模型中，除了基体材料外，每个材料都用类似的级集函数组合表示形式表示。该模型减少了除基体材料以外的其他材料之间的直接转换，从而增强了LRAMs的带隙优化。针对指定频率约束 ………………………………