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五零能模式材料设计的非线性有限元计算方法
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:《固体力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学机械工程学院汽车工程学院,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金(11372059和11272073)资助.
中文摘要:

五零能模式材料是一种新型人工超材料,特征为其弹性模量矩阵的6个特征值中5个为零,可用等效体积模量来描述,表现出类似流体的性质,可被应用于声学隐声斗篷的设计中.然而,根据NorrisANE提出的理论,设计五零能模式材料时,与应用变换声学方法设计一般声学人工超材料不同,要求其满足一非线性偏微分方程约束.论文利用非线性有限元的完全拉格朗日方法,推导了这一偏微分方程的弱形式,并给出了相应的非线性有限元计算列式,以及迭代求解的具体算法.最后,给出了五零能摸式材料设计的二维和三维坐标变换数值算例.

英文摘要:

Pentamode metamaterials called as PM materials belong to new artificial materials,and their main characteristics are that the five eigen-values of the effective moduli matrixes of PM materials are zero, which makes PM materials behave like fluid. As a results,PM materials show big potentialities in the de- sign of acoustic cloaks. However,according to Norris theory,the design method for PM materials is differ- ent from others for common acoustic metamaterials because an nonlinear partial differential equation must be satisfied while using the coordinate transformation method to design PM materials. For this,we firstly derives the weak form of the partial differential equation,and then the nonlinear finite element formula for solving the partial differential equation are established by using the Lagrangian methods for finite element analysis;thirdly, an iterative algorithm to solve the partial differential equation is constructed;finally,2 di- mension and 3 dimension numerical examples of the coordinate transformation scheme are offered.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6186