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杜克的新型3D打印超材料可以完美地重定向和反射声波
来源:未知     发布时间:2018-04-12 15:49    浏览:次     分享到:
杜克大学(Duke University)的一组研究人员利用3D打印技术创造出一种设备,能够有效控制声波的重定向。它是同类设备中第一个成功地对声音的传输和反射进行近乎完美的控制装置。这种设计利用了一种被称为超材料,它是一种人造材料,可以通过它们的结构来操纵像光和声音这样的波,而不是它们的化学成分。这项研究可能对各种水下声音应用,如声纳技术有帮助。
 3D打印
采用3D打印技术制作了薄塑料薄膜。它的结构是由一系列空心圆柱组成的。每一根柱子近半英寸,在一侧有一个狭窄的开口。改变行之间的通道宽度,以及每个单独列内腔的大小,使得研究人员能够精确地控制声波。空腔会以规定的频率振动,这将影响邻近腔的振动,以限制电波的传输和反射。
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为了找到超材料的最佳结构,设计了一种特殊的计算机程序。在这个程序中,研究人员为材料的每一面提供了边界条件,以决定他们如何想要外向和反射波的行为。该程序尝试随机的解决方案,从哪些工作中学习,最终在一系列不同的迭代之后找到一组合适的设计参数。
 3D打印平台
杜克大学电气与计算机工程教授史蒂夫·卡默尔说:“在谈论波浪的时候,我经常会回到光学镜片的模拟上。如果你试图用同样的方法制造出非常薄的眼镜,这类设备一直在使用,它们就会发出臭味。”这个演示现在让我们能够非常精确地操纵声波,就像一个声音的透镜,比以前的可能更好。
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