【摘要】：多層復合結(jié)構(gòu)是由一種或多種單一的材料復合而成的一種人工智能結(jié)構(gòu),其具有單一相材料所不具有的特殊性能。目前主流的多層復合結(jié)構(gòu)涉及到壓電材料,壓磁材料,甚至左手材料。文章基于電磁波在左手材料中傳播時特殊的負折射現(xiàn)象,把智能多層復合結(jié)構(gòu)與超材料的左手性質(zhì)結(jié)合起來,意在構(gòu)造具有負參數(shù)的電彈、磁彈以及電磁彈多層復合結(jié)構(gòu),探索彈性波在此類多層復合結(jié)構(gòu)中傳播時新奇的傳播特性。本文重點研究了 P-SV波在具有負參數(shù)的橫觀各向同性多層復合結(jié)構(gòu)中傳播的彌散特性。主要包括負介電常數(shù)對電彈多層復合結(jié)構(gòu)中P-SV波彌散特性的影響,負磁導率對磁彈多層復合結(jié)構(gòu)中P-SV波彌散特性的影響以及負介電常數(shù)和/或負磁導率對電磁彈多層復合結(jié)構(gòu)中P-SV波彌散特性的影響。期望能夠得到P-SV波在此類結(jié)構(gòu)中傳播的一些特殊有意義的性質(zhì),進而以這些特殊的傳播特性為基礎(chǔ)研發(fā)一些智能聲波設(shè)備,諸如傳感器,制動器,快速響應(yīng)器件,無損傳輸?shù)取Ｎ恼赂鶕?jù)介質(zhì)的三維線彈性理論,引入回傳射線矩陣法(MRRM)來分析具有負參數(shù)的多層復合結(jié)構(gòu)中P-SV波的彌散特性。根據(jù)回傳射線矩陣法的理論列式,推導出了表征多層結(jié)構(gòu)中P-SV波彌散特性的彌散方程。彌散方程是一種隱式方程,無法得到其解析解,因此我們借助Fortran語言,編寫了求解彌散方程的程序語言,通過數(shù)值搜根的方法求出彌散方程的數(shù)值解�；诨貍魃渚�矩陣法,結(jié)合文中數(shù)值算例給出的數(shù)值解,繪制了表征彌散特性的各種彌散曲線,進而分析了負材料參數(shù)影響下P-SV波在各類多層復合結(jié)構(gòu)中的彌散特性。最終得出一般性結(jié)論:(1)糾正一些文章關(guān)于磁導率取負值合理不合理的說法,合理不合理關(guān)鍵取決于材料的屬性。自然界已發(fā)現(xiàn)的天然磁性材料皆具有正磁導率,而對于人工復合而成的左手材料則具有負磁導率。(2)對于獨立的介電常數(shù)分量β11和β33,其中之一變?yōu)樨撝禃r,P-SV波表現(xiàn)出模態(tài)躍遷現(xiàn)象,而當介電常數(shù)全負時無此現(xiàn)象。(3)對于獨立的磁導率分量μ11和μ33,其中之一變?yōu)樨撝禃r,P-SV波表現(xiàn)出模態(tài)躍遷現(xiàn)象,而當磁導率μ11和μ33全負時無此現(xiàn)象。(4)當β11(或μ11)變成負值而β33(或μ33)為正值時,模態(tài)向相鄰的高階模態(tài)躍遷,相反模態(tài)躍遷到相鄰的低階模態(tài)。(5)模態(tài)躍遷現(xiàn)象發(fā)生在特定的波數(shù)和頻率,此時群速度很大,即能量傳輸速度很大。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB303

【參考文獻】

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1 郭永強;陳偉球;張永亮;;層合壓電結(jié)構(gòu)中的導波[J];中國科學(G輯:物理學 力學 天文學);2009年07期

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1 郭永強;回傳射線矩陣法的理論及其應(yīng)用[D];浙江大學;2008年

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本文編號：2580120