【摘要】：超材料是一類具有自然界常規(guī)材料所不具備的特殊性質(zhì)的人工復(fù)合材料,其主要特性為負(fù)的介電常數(shù)和負(fù)的磁導(dǎo)率。坐標(biāo)變換的本質(zhì)就是通過人為參與控制以此來改變電磁波傳播方向。結(jié)合超材料技術(shù)的隱身斗篷在坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)上,更改物理空間的材料參數(shù)使經(jīng)過隱身斗篷的入射波按預(yù)期路徑平滑地繞過隱身區(qū)域,從而實(shí)現(xiàn)完美隱身。根據(jù)超材料隱身斗篷的這一特性,科學(xué)家在國防軍事及聲學(xué)等領(lǐng)域的研究取得突破性進(jìn)展。本文基于坐標(biāo)變換理論對(duì)任意非共形隱身斗篷進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究,主要研究工作包括:1.本文以超材料特性以及坐標(biāo)變換理論為基礎(chǔ),詳細(xì)介紹超材料的定義、電磁特性,深入研究了直角坐標(biāo)系和正交坐標(biāo)系下的坐標(biāo)變換理論,下文隱身斗篷的設(shè)計(jì)分析都建立在這些特性與原理之上。2.從簡單的二維共形橢圓隱身斗篷出發(fā),在上述理論基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意二維非共形橢圓隱身斗篷本構(gòu)參數(shù)通用表達(dá)式的推導(dǎo),利用基于有限元分析的Comsol Multiphysics軟件對(duì)不同模型的隱身斗篷進(jìn)行數(shù)值模擬驗(yàn)證,根據(jù)電場(chǎng)分布圖得到了相應(yīng)的比較結(jié)果。通過分析最終證明了本文推導(dǎo)的二維非共形橢圓隱身斗篷表達(dá)式的正確性。3.將二維空間拓展到三維空間,目前,對(duì)于三維隱身斗篷的研究只局限于內(nèi)外邊界共形,然而實(shí)際生活應(yīng)用中,球體這樣共形結(jié)構(gòu)的隱身斗篷已經(jīng)達(dá)不到實(shí)際要求,例如對(duì)飛機(jī)機(jī)頭機(jī)身、導(dǎo)彈等的設(shè)計(jì)研究。那么對(duì)于任意非共形橢球隱身斗篷在理論與實(shí)際應(yīng)用等方面的設(shè)計(jì)研究都具有很大的必要性。本文基于線性坐標(biāo)變換理論,提出任意三維非共形橢球隱身斗篷的設(shè)計(jì)方法,即橢球內(nèi)外邊界在x、y、z軸上軸比均不同,并得到非共形橢球斗篷的本構(gòu)參數(shù)張量通用表達(dá)式,該斗篷的本構(gòu)參數(shù)是非均勻各向異性的。使用軟件工具對(duì)多種類型電磁波照射時(shí)的不同幾何參量的非共形橢球斗篷進(jìn)行三維仿真驗(yàn)證,三維電場(chǎng)分布圖的結(jié)果證明了所推導(dǎo)的電磁材料參數(shù)張量的有效性。并對(duì)任意三維非共形橢球斗篷的電磁特性與存在損耗情況進(jìn)行深入分析與研究,進(jìn)一步說明了該隱身斗篷在幾何形狀選擇上更加靈活,更加貼合實(shí)際應(yīng)用。同時(shí),本文所提出的任意三維非共形橢球斗篷為今后隱身斗篷的設(shè)計(jì)提供一種新的途徑。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33
【圖文】：

介質(zhì)的空間劃分

(a) 二維隱身斗篷 (b) 三維隱身斗篷圖 1-2 超材料隱身斗篷示意圖1-2 可以清晰看出電磁波傳播的軌跡。假設(shè)環(huán)形區(qū)域1 2R ≤ r ≤ R為圖 1-2（a）藍(lán)色部分，1r < R（紅色區(qū)域）是被隱身區(qū)域，當(dāng)電

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;反隱形斗篷:讓隱形斗篷顯形[J];奇聞怪事;2008年12期

2 王軒;郝璐;黃興軍;楊曉樹;王秀芝;;國外超材料及隱身斗篷技術(shù)發(fā)展研究[J];飛航導(dǎo)彈;2017年05期

3 朱良才;艾丸子;徐非遲;;穿紅色斗篷的女孩[J];小學(xué)科技;2014年03期

4 孫福靈;;淺談斗篷結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J];濟(jì)南紡織服裝;2012年03期

5 ;中國科學(xué)家研制出隱身斗篷 雷達(dá)很難探測(cè)[J];光機(jī)電信息;2009年04期

6 肖蘭;小承;;情迷斗篷[J];花樣盛年;2012年10期

7 倪紀(jì)元;徐開云;;小巫婆的紅斗篷[J];小朋友;2009年05期

8 Rain;;颯颯出游小斗篷[J];寵物派;2007年03期

9 廖夢(mèng)婷;朱守正;;隱形斗篷的研究[J];信息技術(shù);2011年07期

10 ;美科學(xué)家打造新型隱形斗篷 首次實(shí)現(xiàn)完美遁形[J];工業(yè)設(shè)計(jì);2014年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 霍飛飛;李龍;梁昌洪;;二維任意形狀隱身反斗篷的設(shè)計(jì)[A];2013年全國微波毫米波會(huì)議論文集[C];2013年

2 陳毅;劉曉寧;胡更開;;五模材料聲波隱身斗篷的微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)[A];中國力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

3 闞威威;梁彬;鄒欣曄;程建春;;三維隱身斗篷阻抗失配對(duì)工作帶寬的影響研究[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)第十一屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議論文集[C];2015年

4 張昊春;于海燕;王蛟龍;孫丹;馮致遠(yuǎn);袁遠(yuǎn);;基于火積耗散理論的超材料熱隱身斗篷機(jī)理研究[A];高等教育學(xué)會(huì)工程熱物理專業(yè)委員會(huì)第二十一屆全國學(xué)術(shù)會(huì)議論文集——工程熱力學(xué)專輯[C];2015年

5 武金燕;;基于Matlab的理想斗篷設(shè)計(jì)[A];“決策論壇——公共政策的創(chuàng)新與分析學(xué)術(shù)研討會(huì)”論文集（上）[C];2016年

6 程U

本文編號(hào)：2740879