通过弹性屏障传输超声波的三重负互补元材料
1Department of Mechanical Engineering , Korea Advanced Institute of Science and Technology , 291 Daehak-ro, Yuseong-gu, 34141, Daejeon, Republic of Korea.
Scientific reports
|December 26, 2025
概括
这项研究引入了一种具有三重负性质的新型超声波元材料,可通过弹性屏障增强波透. 这种超材料显著提高了声强度,为先进的应用提供了潜力.
科学领域:
- 声学和材料科学 声学和材料科学
- 超材料和波浪现象
背景情况:
- 弹性屏障阻碍了超声波的传播.
- 超材料提供独特的波浪操纵能力.
- 实现三阴性质对于先进的声学应用至关重要.
研究的目的:
- 提出并从理论上验证一种具有三负有效物质性质的超声波超材料.
- 调查三重负面性在使弹性互补媒介成为可能方面的作用.
- 用拟议的超材料来证明超声波通过弹性屏障的增强透.
主要方法:
- 基于折叠和压缩映射的转换方法的理论框架.
- 一种具有旋转对称,横向覆盖的质量包含的元材料的设计.
- 对双极,单极和四极共振进行三重负性的分析.
- 超声波束与超材料和屏障相互作用的数值模拟.
主要成果:
- 这种超材料具有三负有效质量密度,散量模量和剪切模量.
- 三重阴性使超声波的近零反射和相位变化更容易.
- 数字模拟显示,传输区域的声强度从2%到72%显著增强.
- 超材料有效地消除了阻断介质的声空间.
结论:
- 提出的超声波超材料成功地使波通过弹性屏障穿透.
- 三重负性质对于创建弹性互补介质至关重要.
- 这种超材料在反射涂层,非破坏性测试,水下通信和超声波神经成像等领域具有很大的应用潜力.
