五零能模式材料设计的非线性有限元计算方法

作者：易辉; 王晓明; 梅玉林

来源：固体力学学报, 2015, (04): 297-318.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2015.04.004

• 五零能模式材料
• 坐标变换设计方法
• 完全拉格朗日方法
• 非线性有限元方法 pentamode metamaterial
• coordinate transformation
• Lagrangian methods
• nonlinear finite element analysis

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Norris A N[1]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.

• 出版日期2015
• 单位大连理工大学