Analogue transformations in physics and their application to acoustics.
Analogue transformations in physics and their application to acoustics.
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物理学的模拟转换及其在声学上的应用。
DOI：
10.1038/srep02009
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发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Martinez, A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Garcia-Meca, C.;Carloni, S.;Barcelo, C.;Jannes, G.;Sanchez-Dehesa, J.;Martinez, A.
变换光学形成了一种革命性的电磁设计范式，使科学家能够制造出诸如隐形斗篷之类的惊人设备。不幸的是，变换技术在物理学其他分支的应用常常受到场方程结构的限制。本文利用模拟时空的思想，提出了一种完全变换方法。该方法是通用的，可以被认为是控制不同物理分支中的波的新范例，从量子流体的声学到石墨烯电子学。作为一种应用，我们推导出一种“模拟变换声学”形式，自然地允许使用混合空间和时间或涉及移动流体的变换，这两种情况都是标准方法不可能实现的。为了证明我们方法的有效性，我们给出了动态压缩器、声波时空斗篷和移动飞行器的地毯斗篷的明确设计。
Transformation optics has shaped up a revolutionary electromagnetic design paradigm, enabling scientists to build astonishing devices such as invisibility cloaks. Unfortunately, the application of transformation techniques to other branches of physics is often constrained by the structure of the field equations. We develop here a complete transformation method using the idea of analogue spacetimes. The method is general and could be considered as a new paradigm for controlling waves in different branches of physics, from acoustics in quantum fluids to graphene electronics. As an application, we derive an “analogue transformation acoustics” formalism that naturally allows the use of transformations mixing space and time or involving moving fluids, both of which were impossible with the standard approach. To demonstrate the power of our method, we give explicit designs of a dynamic compressor, a spacetime cloak for acoustic waves and a carpet cloak for a moving aircraft.
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