[发明专利]一种消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长结构的参数调制方法

权利要求书

1.一种消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，其特征在于：

(1)根据已知直波导物理参数ρ₀和κ₀以及弯曲波导角度α，通过坐标变换推导亚波长结构的参数分布，得到亚波长结构目标参数分布ρ和κ，在实际物理空间中能够使声波在弯曲波导中的传播情况和直波导表现相同；

(2)通过特殊参数调制步骤调制亚波长结构具体参数，建立亚波长结构单元模型，在仿真软件中得到亚波长结构等效参数随着板几何参数和温度的分布，根据已推导出的亚波长结构目标参数ρ和κ，得到亚波长结构单元的具体几何参数和温度；

(3)在弯曲部分周期性安排亚波长声透明结构构建低反射弯曲波导，控制环绕在波导上的储水容器及进水口的尺寸，注入固定温度的热水使得波导上产生渐变的温度分布逼近目标温度分布；

(4)通过在相应弯曲路径上周期排列亚波长声透明结构引导宽带声波延特定路径传播且在介质边界及弯曲传播路径上均不形成反射波或散射波；

(5)通过3D打印方法制备亚波长声透明结构，确保被引导的声场波阵面和空间分布得以保持，不发生变形，在相应位置探测得到的时域透射信号与入射波一致。

2.根据权利要求1所述的消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，其特征在于，已知直波导物理参数为质量密度ρ₀和体积模量κ₀，与空气相同；对弯曲波导左半弯曲部分分成五段，五段弯曲波导弯曲角度不同，右半段由左半段对称反演得到；弯曲角度设为α，根据直波导物理参数推导出亚波长声透明结构目标参数分布为：

3.根据权利要求1所述的消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，其特征在于，所述的热水的固定温度为313K。

4.根据权利要求1所述的消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，其特征在于，亚波长声透明结构通过在声学单元中插入亚波长尺度刚性薄板构成，单元的尺寸L＝0.5cm。

5.根据权利要求4所述的消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，其特征在于，薄板的厚度l₂都选择为0.2mm。

6.根据权利要求1所述的消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，所述的波导的总长度为40cm，直波导部分为10cm。

7.根据权利要求6所述的消除弯曲路径中宽带反射声波的亚波长声透明结构的参数调制方法，所述的波导分为左右两部分，其中，左半部分波导的角度分别为9.5°，10.5°，11.7°，12.8°，13.5°；对应的各向异性板长度为2.88mm、3mm、3.15mm、3.28mm、3.35mm，所需温度为288.2K，293.7K，299.7K，305.7K，309.7K；右半部分相应参数与左半部分相同。