项目对超材料所产生的电磁波/声波透明现象进行了深入的研究,内容包括声波超材料负等效参数的物理机理和宽频负质量的设计方法,以及基于变换理论和中性夹杂透明现象的机理探索。通过三年的研究,主要取得的研究成果有(1)针对声波超材料,制备了基于弹簧-质量的负等效质量系统,并通过实验证明了负等效质量,同时揭示了零等效质量现象。针对涂层颗粒复合材料,通过分析基体、涂层和颗粒的宏观运动状态,揭示了复合材料产生负等效参数的机理。(2)给出了实现宽频负质量的一种方法,建立了相应离散和连续系统模型,设计出一种宽频负质量超材料,所设计样品在800赫兹以内等效质量均为负值。(3)基于变形原理给予坐标变化法一种新的理解,在此基础上提出了设计任意电磁和声波隐身斗篷的普适方法。进一步提出了消除隐身斗篷材料参数奇异性的设计理论,为宽频隐身斗篷设计提供了一种新的思路。这些结果对于低频噪声和振动控制以及水下舰艇隐身等领域有重要的应用价值。
英文主题词Metamaterials; Negative effective mass;Transparency phenomenon; Transformation optics;Transformation acoustics