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高效非局部聚焦水声超表面

High-efficiency nonlocal focusing waterborne acoustic metasurfaces

作     者:杨天 杨天智 YANG Tian;YANG Tianzhi

作者机构:东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 

出 版 物:《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期:2022年第43卷第9期

页      面:1299-1305页

核心收录:

学科分类:07[理学] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 070206[理学-声学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 080502[工学-材料学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

基  金:国家自然科学基金项目(12072221) 

主  题:高效率 非局部 聚焦 水性 超表面 流固耦合作用 远程交互作用 水下通信 

摘      要:针对传统水下局部超表面聚焦效率低的问题,本文提出了一种非局部水声超表面。这种非局部设计依据广义斯奈尔定律,采用增强远程交互作用的方法,同时考虑了流固耦合作用的影响。运用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics分别建立了局域和非局域设计的理论模型,并给出了2种设计在不同入射条件下的聚焦情况。对比仿真结果,观测到聚焦效率由35.70%提高至48.73%。此外,非局部设计对入射频率、角度以及焦距的波动化具有更强的鲁棒性。该装置易于实现,可用于水下信号通信和高分辨率超声成像。

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