浙江大学海洋学院研究生逆向设计水波隐身研究取得重要进展
海洋学院硕士研究生华逸飞提出并实验实现了基于拓扑优化逆向设计的流体动力学水波隐身超结构,相关论文“Experimental topology-optimized cloak for water waves”于近日在材料物理学领域著名期刊《Materials Today Physics》(最新影响因子11.02)在线发表。
在海洋工程中,波浪是海洋结构物的主要载荷,波浪的长期冲击威胁到结构物的稳定与安全。研究调控波浪的传播,使其传播方向偏离结构物以减轻波浪载荷的不利影响,具有显著工程意义。受光学器件中基于变换光学的电磁隐身的启发,可以通过坐标变换的方式设计流体动力学超结构的空间介质参数分布来调控水波,但由此得到的水波隐身超结构需要各向异性的水深分布和变化的重力加速度,实际中难以实现。
华逸飞自2020年保研至海洋学院深造,主要从事新兴的流体动力学水波超结构方向的理论研究和算法设计。在王华萍副教授课题组,他和课题组成员共同关注领域内最新成果,并积极开展交流分享。得益于学院和课题组浓郁的学术氛围和充沛的科研资源,他找到了通过逆向设计流体动力学超结构以实现水波调控的研究思路,并通过实验得以实现。
本研究通过拓扑优化密度法逆向设计流体动力学超结构,实现对圆柱障碍物的水波隐身。流体动力学斗篷的设计优化过程如图1所示,根据目标结构物的功能设计目标函数,基于梯度对引入的密度变量进行优化,改变各个局域区域的水深,调控水波的绕射和折射联合作用,最终实现对圆柱障碍物的水波隐身。
图1 基于拓扑优化的流体动力学斗篷设计原理图
该实验在紫金港校区建工试验大厅风浪流水槽中进行,其结构装置如图2所示。实验通过波高仪对水面液高进行测量,实验结果和仿真结果均表明基于平面波入射下,该水波斗篷能够显著减少原圆柱体的散射,有效调控水波,实现对圆柱体的水波隐身。
据了解,这项研究工作中基于逆向设计实现的流体动力学水波隐身超结构,在调控水波和保护海洋结构物等领域有广泛应用前景。同时,该结构的设计方法具有普适性,可以扩展到其他功能的流体动力超结构的设计中。
文:华莲
排版编辑:王瑞琳
责任编辑:郅博闻
审核:高楚清
(本文转载自浙江大学海洋学院 ,如有侵权请电话联系13810995524)
* 文章为作者独立观点,不代表MBAChina立场。采编部邮箱:news@mbachina.com,欢迎交流与合作。
热门推荐
备考交流
最新动态
- 浙江大学海洋学院3位教授入选2022年“中国高被引学者”榜单 2023-03-31
- 新闻 | 中国拆船协会会长来浙江大学舟山校区考察交流 2023-03-03
- 新闻 | 浙江大学海洋学院召开春季学期班子务虚会 研究部署2023年度重点工作任务 2023-02-21
活动日历
- 01月
- 02月
- 03月
- 04月
- 05月
- 06月
- 07月
- 08月
- 09月
- 10月
- 11月
- 12月
- 05/04 报名 | “中国经济变局下的企业风险管理”复旦大学李若山教授公开课暨联合宣讲会
- 05/08 集赞赢取精美礼品 | 面试诀窍、备考经历、海外交换,报名5月8日面试圆桌派,用10个问题揭秘三位高分学长的备考秘籍!
- 05/12 招生工作|浙工大校园开放日暨MBA、MEM项目宣讲会通知
- 05/12 「复旦大学 EMBA 项目」与「复旦-台大 EMBA 项目」介绍会 | 活动预告
- 05/17 限时抢位!长江商学院MBA项目5月北京体验课
- 05/18 5月18日 | 全国首场中国商学院招生巡展暨2025招生政策发布会(北京站)重磅来袭!
- 05/18 5月18日 | 北京体育大学邀您参加中国商学院招生巡展暨2025招生政策发布会(北京站)
- 05/18 5月18日 | 中国矿业大学(北京)邀您参加中国商学院招生巡展暨2025招生政策发布会(北京站)
- 05/18 5月18日 | 北京师范大学邀您参加中国商学院招生巡展暨2025招生政策发布会(北京站)
- 05/18 5月18日 | 天津大学邀您参加中国商学院招生巡展暨2025招生政策发布会(北京站)
热门资讯
MBA院校号
-
最新动态:
聊城大学2025级工商管理硕士(MBA)项目介绍