本技术属于声学信号传输技术领域,具体涉及一种实现声波跨固体屏障层且高效传输的声学超表面结构的制作方法,采用拓扑优化的方式,以声波在跨固体介质传输过程中的透射效率为优化目标,不断调整声学超表面单胞结构中的若干个像素点的材料参数分布,不断迭代,使得计算得到的声波从一侧空气经过固体屏障层再传播到另一侧空气的透射率接近100%。本发明可以根据目标穿透墙体的参数,直接逆向优化设计得到满足要求的单胞结构,并采用3D打印的方式精准高效地制作实现声波高效穿过固体屏障层的声学超表面结构。
背景技术
在工业生产过程中,虽然机械结构内部损坏往往无法通过视觉观察直接发现或长期监测,但这些结构的损坏所伴随产生的设备运行异响可以为声学监测提供条件,即检测人员可以通过听设备运行中的声音来初步判断设备是否损坏。但是,对于一些大型设备,特别是外壳较厚的设备而言,传统的声学检测效果会大幅减弱,这是因为设备外壳与两侧空气介质之间存在巨大阻抗差,这导致了声波在传播经过外壳时,其强度大幅衰减并伴随杂音出现。因此,如何实现声波跨固体介质高效透射传输,如何实现声波跨固体屏障层且高效传输的声学超表面结构的制作是一个亟待解决的问题。
实现思路