学术前沿 | 材料-结构-功能协同优化的水声吸收材料

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     水下声学超材料为各种水下航行器的水声隐身提供了新的思路。然而，现有的吸声性能仍然受到直观的设计或纯几何形状的优化的限制。摘要在超薄厚度和特定材料参数范围的严格约束下，系统地构建低频宽带水下吸收超材料，提出了一种在规定的频率范围内综合变分材料参数和拓扑构型作为整体设计变量的材料-结构-功能协同优化方法。反反向设计的超材料支持低频、宽带和高效（>90 %）的吸声。所有的低频宽带吸收特性都是由共振叠加和一定数量的波模转换所决定的.特别是，一种具有代表性的超材料可以在300~10,000 Hz的范围内实现平均90 %的吸声率。另一种厚度为1/200波长的超薄超材料在300 Hz时获得了有效的低频吸收（>50 %）。最后，水下声管测试演示了定制的低频宽带吸声功能。所提出的逆设计方法和水声超材料可以为水声隐身技术、声通 ………………………………