對液體表面波的傳播現象和調控機制進行研究,不僅有助于拓展和加深對波動問題的理論認識,而且在波浪災害防護、波浪能源利用等方面有著潛在的工程價值。本文以液體表面波的能帶特性和變換介質理論為指導,開展了液體表面波的調控機理、方法和器件研究。主要內容如下：對于豎立于液體中的周期剛性圓柱陣列,利用多重散射法計算得到了其能帶結構和等頻線。依據周期結構中的能流密度方向,并通過對能帶結構與等頻線的分析來引導周期結構中液體表面波的傳播。通過設計合適的圓柱排布形式實現了點波源的四向傳播,并分別利用能帶結構中的帶邊態(tài)與缺陷共振態(tài)討論了兩種實現液體表面波的定向傳播方法。通過數值計算和實驗研究,檢驗了以上理論方法的可行性。將變換介質理論和漸變折射率思想引入到液體表面波調控研究中,系統(tǒng)闡述了液體表面波調控的基本原理、坐標變換方法以及各向異性液體深度的實現方法�；跐u變的液體深度能夠實現漸變的液體表面波折射率,設計了能夠實現液體表面波彎曲、定向傳播與聚焦現象的導波器件,并加工制作相應的實物樣品開展實驗研究,直觀地展示了在不同頻率下實驗樣品的導波現象,并對實驗結果進行了對比分析�；谟行Ы橘|理論,推導了豎立于液體中的... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

常見的水波

圖].3 (a)光子晶體光纖I"7]。（b)光波的大角度彎折_。（c)光波的信道過濾1221。來，學者們將研究重點逐漸轉移到通帶上，發(fā)現了其特殊的光波傳播調控能力，其性的，就是光的負折射現象。早在]967年，前蘇聯(lián)物理學家Veselago就曾大膽設常數和磁導率均為負值的物質[23]，這種物質可以實現光波的負折射，從而能夠使方向上彎曲來自由調控其傳播。但這種材料與自然界中的物質屬性是相違背的，并夠的重視。這一設想沉寂了近30年，直到在]996年和〗999年Pendry等人相繼提布的金屬棒陣列[24]和開路環(huán)諧振器[25]，能夠分別實現有效的負介電常數和負磁導Smith等人將兩種結構相結合，首次實現了介電常數和磁導率均為負值[26]，隨后射實驗驗證了負折射率的存在[27]。(a) (b) _H Ky ,

■! ■Mill圖1.5 (a)零折射下的隱形效應（b)遠場超分辨光學透鏡I.W。（C)聲學超構材料的深亞波長聲成像科技發(fā)展表明，每一次材料認識上的進步，往往孕育著一大批新理論、新技術的產生，并對社會發(fā)展產生革命性的推動。超構材料的發(fā)現，開辟了薪新的研究領域，并具有極大的研究價值與廣闊的應用前景：①揭示和發(fā)現新的物理現象，如傳播禁帶、負折射、零折射等；②為實現新型的波功能器件提供理論依據，例如：利用負折射制成的完美透鏡可以突破傳統(tǒng)衍射極限[44]，利用超折射現象可以得到波長分辨能力極高的超棱鏡[45];③超構材料的有效物理參數的可任意設計性使其能突破自然材料的限制，能夠實現常規(guī)情況下不易獲得的波導能力，為波調控器件的設計與制造提供了技術支撐。1.1.3漸變折射率光學與變換介質超構材料的出現與發(fā)展為靈活地調控波場提供了可能，如何去構造和實現預期調控目的介質參數是關鍵。自然界中

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Multi-band design for one-dimensional phononic crystals[J]. ZHANG Pei,WANG ZhenYu,ZHANG YongQiang,LIANG Xu.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2013(07)

博士論文
[1]結構對液體表面波傳播特性的調制研究[D]. 楊炯.復旦大學 2010
[2]液體表面波在周期結構中的傳播及水波的混沌現象研究[D]. 湯云飛.復旦大學 2007

碩士論文
[1]二維聲子晶體的層間多重散射理論及聲子晶體相關的應用設計[D]. 邱春印.武漢大學 2005



本文編號：3495178