任意形状声学黑洞的简化设计方法-沈阳航空航天大学.PDFVIP

文章编号:２０９５－１２４８(２０１７)０６－００２２－０５ 任意形状声学黑洞的简化设计方法 １ １ ２ 许卫锴 ꎬ张　 蒙 ꎬ王　 伟 (１ 沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)ꎬ沈阳１１０１３６ꎻ２ 沈阳建筑大学 土木工程学院ꎬ沈阳１１０１６８) 摘要:提出一种简化的任意形状声学黑洞设计方法ꎮ 利用比例映射变换ꎬ可以消除传统声学变换 方法所导致的材料参数的高度各向异性ꎬ降低声学黑洞吸收体的制作成本ꎮ 数值结果表明ꎬ该模 型可以实现复杂形状下声波的显著吸收ꎬ证明了任意形状声学黑洞的有效性ꎮ 该工作将对声学能 量吸收和噪声控制提供一定的理论依据ꎮ 关键词:声学黑洞ꎻ任意形状ꎻ比例映射ꎻ声学变换 中图分类号:Ｏ４２９ꎻＴＢ５３５　 　 　 文献标志码:Ａ ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－１２４８.２０１７.０６.００４ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｂｌａｃｋ ｈｏｌｅｓ ｗｉｔｈ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｓｈａｐｅｓ １ １ ２ ＸＵ Ｗｅｉ￣ｋａｉ ꎬＺＨＡＮＧ Ｍｅｎｇ ꎬＷＡＮＧ Ｗｅｉ (１.Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈｅｎｙａｎｇ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ １１０１３６ꎬＣｈｉｎａꎻ ２.Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈｅｎｙａｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ １１０１６８ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａ ｓｉｍｐｌｅ ｍｏｄｅｌ ｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｗｏ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｂｌａｃｋ ｈｏｌｅｓ ｗｉｔｈ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｓｈａｐｅｓ.Ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌꎬａ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｍａｐｐｉｎｇ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｃｏｕｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｏｆ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｂｌａｃｋ ｈｏｌｅｓ ａｂｓｏｒｂｅｒ. Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｅｍａｒｋａｂｌｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｓｉｔｕａ￣ ｔｉｏｎ.Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ.Ｔｈｉｓ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ａｃｏｕｓｔｉｃ ｂｌａｃｋ ｈｏｌｅｓꎻａｒｂｉｔｒａｒｙ ｓｈａｐｅｓꎻｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｍａｐｐｉｎｇꎻａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ [１－２] [３] 　 　 波的吸收问题一直以来都是人们研究的重 度 ꎬ或者只具有非常窄的带宽 ꎮ 因此ꎬ研究 点ꎬ并在多个学科都得到了广泛地关注ꎬ如光学、 宽频带、高吸收的黑洞结构成为一个重要的课题ꎮ 微波、声学、热学等领域ꎮ 由于其惊人的吞噬能