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摘要:
无论是哈利波特的隐形斗篷,完美地控制光波在物体周围,使其隐形,vwin徳赢官网将永远变成现实还有待观察,但完善一件更重要的斗篷是不可能的,一项新的研究表明。它可以很好地控制地面的应力波,vwin徳赢官网就像爆炸产生的一样,围绕着建筑物之类的物体,使它们“不可触及”。

冲破理想的应力波“隐形”斗篷的梦想vwin徳赢官网

亚特兰大,GA发布于6月7日,二千零一十九

尽管对几十篇关于“弹性动力学”隐身的理论论文深表怀疑,这项新研究的作者来自乔治亚理工学院,他们认为土木工程师不应该完全放弃这项研究,就在理想的斗篷上。有限的遮蔽物仍然可以为结构增加一定程度的保护,尤其是针对地震中常见的应力波。vwin徳赢官网

“带着斗篷,如果你从任何方向得到任何形式的应力波,vwin徳赢官网斗篷应该能把物体藏起来。我们现在看到这是不可能的,”首席研究员阿拉什·雅瓦里说,佐治亚理工大学土木与环境工程学院和乔治W。伍德拉夫机械工程学院。“但是对于一大类的骚乱,也就是平面内的扰动,你可以设计一件好斗篷。”

在地震中,面内干扰是沿着平坦、宽广或平面路径穿过地球表面的地震波。vwin徳赢官网

Yavari和合著者Ashkan Golgoon,研究生助理,在雅瓦里学习,他们的研究发表在《理性力学与分析档案》杂志上,一本关于理论固体力学的主流杂志,5月16日,2019。这项研究由陆军研究办公室资助。

梦之斗篷

把压力波引过一个结构的梦想,即使它与隐形斗篷的梦想有很多共同之处,vwin徳赢官网它会弯曲物体周围的光——电磁波——然后把它指向另一边。vwin徳赢官网

光波击中了观察者的眼vwin徳赢官网睛,会显示出物体背后的东西,而不是物体本身。在弹性动力学隐身术中,波不是电vwin徳赢官网磁波而是机械波,穿过地面。假设,隐藏物体会使它与波完全隔离。vwin徳赢官网

在需要保护的情况下,说,一个核反应堆,来自地面的任何应力波,vwin徳赢官网无论是自然灾害还是人为灾害,理想的,土木工程师可能会把反应堆的底部降低到地面以下的一个洞里。他们将在其周围建造一个保护圆柱或半球形的地下碗,用特殊的材料来引导应力波绕圆运动。vwin徳赢官网

有梦想,然后是研究结果。

“我们证明斗篷的形状无关紧要,无论是球形还是圆柱形,你不能完全伪装,”亚瓦里说。

错误的类比

许多理论和数学从电磁(光)隐身转移到弹性动力学隐身研究中,而前者中的一些似乎给后者带来了麻烦。

“很多次,其他领域的类比是有用的,但是弹性增加了许多物理因素,在电磁学中是没有的。“例如,在许多研究文献中,角动量的平衡被破坏了。

角动量是旋转运动中质量的一个性质,它能抵抗变化。许多人通过倾斜旋转的陀螺仪并观察它顽固地沿着一条意想不到的路径移动,从而体验到了角动量。

虽然是波浪,vwin徳赢官网光是光子,没有质量。应力波,vwin徳赢官网另一方面,穿越物质——具体来说,与液体或气体相反的固体物质——这为方程增加了关键的真实世界动力学。

这些动力学也会影响隐藏对象的孔。没有它,应力波在介质中均匀传播vwin徳赢官网,但有了它,应力集中在孔周围,把波型的整齐几何结构搞得一团糟。vwin徳赢官网

罗马斗篷?

怎么办?不管怎么说,还是躲起来。如果理想溶液不存在,做一个不完美的。

数学上说,严格意义上来说,隐形是不可能的。当你明白了这一点,你不会浪费时间的,”亚瓦里说。“你制定的问题,优化与你所知道的目标压力或负荷,你想保护的。”

如果工程师们使用的材料是特别预应力的,他们就可以防止重要的地震应力。具有一定的弹性性质和密度分布,如本研究所述。现实生活中的斗篷可能不符合理想,但仍然是伟大的。

“如果不是100%的波浪能量,我只感觉到10%或20%,vwin徳赢官网这是一笔巨大的交易,因为工程不是对绝对理想的追求。

即使是古罗马人,众所周知的数学恐惧症,在圆形剧场的设计中,似乎无意中建造了抗震斗篷,根据麻省理工学院技术评论的一份报告。它们与现代实验隐身装置的相似性可能帮助它们在地震活跃地区保存了2000年。

这项新的研究还检验了土木工程中一个流行的观点,即用一系列具有微结构的材料建造建筑物,使它们成为“舒适的固体”,可能允许完美的遮蔽。作者得出的结论是,这也行不通。这项研究没有考虑所谓的超材料,尤其是在光波中,它们受到了重新布线的注意。vwin徳赢官网

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这项研究得到了陆军研究办公室的支持(授予ARO W911NF-16-1-0064和ARO W911NF-18-1-0003)。任何发现,结论或建议是作者的,不一定是陆军研究办公室的。

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本·布鲁姆菲尔德

404-660-1408号

版权所有©乔治亚理工学院

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