Manipulating Elastic Waves with Conventional Isotropic Materials
Manipulating Elastic Waves with Conventional Isotropic Materials
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用传统各向同性材料操纵弹性波
DOI：
10.1103/physrevapplied.11.064040
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发表时间：
2018-09
影响因子：
4.6
通讯作者：
Xiang Zhihai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gao Hexuan;Xiang Zhihai
变换方法已经激发了许多有趣的应用操纵电磁波和声波通过使用超材料，如超透镜成像和隐身。这些成功主要归功于麦克斯韦方程组和声学方程组的形式不变性质。然而，由于弹性动力学方程不是形式不变的，在弹性波的操纵方面的类似进展非常缓慢。在这里，我们表明，表达的弹性动力学势能几乎可以保持其形式保角映射后，如果纵波速度远大于横波速度，或者如果波长可以缩短转换成表面模式的波。基于这些发现，有可能设计和制造易于随意操纵弹性波的新型装置。本文介绍的一个例子是一个有效的隔振器，其中包含一个180度的波弯曲的传统橡胶制成。在483 ~ 1800 Hz的频率范围内，与相同形状、相同静支撑刚度和较小阻尼比的传统隔振器相比，该隔振器可进一步减小波的透射，最大可达39.9dB。
Transformation methods have stimulated many interesting applications of manipulating electromagnetic and acoustic waves by using metamaterials, such as super-lens imaging and cloaking. These successes are mainly due to the form-invariant property of the Maxwell equations and acoustic equations. However, the similar progress in manipulating elastic waves is very slow, because the elastodynamic equations are not form-invariant. Here we show that the expression of the elastodynamic potential energy can almost retain its form after conformal mapping, if the longitudinal wave velocity is much larger than the transverse wave velocity, or if the wavelength can be shortened by converting the waves into surface modes. Based on these findings, it is possible to design and fabricate novel devices with ease to manipulate elastic waves at will. One example presented in this paper is an efficient vibration isolator, which contain a 180-degree wave bender made of conventional rubbers. Compared with a conventional isolator of the same shape, similar static support stiffness and smaller damping ratio, this isolator can further reduce wave transmissions by up to 39.9dB in the range of 483 to 1800 Hz in the experiment.
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影响因子：
5.3
作者：
Z. Xiang;Ruiwen Yao
通讯作者：
Z. Xiang;Ruiwen Yao
DOI：
10.1017/cbo9781107273610.009
发表时间：
2014-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
J. Rose
通讯作者：
J. Rose
影响因子：
13.6
作者：
Ma G;Sheng P
通讯作者：
Sheng P
影响因子：
2.4
作者：
Norris, A. N.;Shuvalov, A. L.
通讯作者：
Shuvalov, A. L.
DOI：
--
发表时间：
2007
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
通讯作者：
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