一种超材料设计装置及其设计方法

摘要

本发明提供了一种超材料设计装置及其设计方法。其中，超材料包括基材及周期排布在基材上的多个人造结构，该方法包括：产生一以超材料的结构参数为自变量，以超材料的物理特性为因变量的响应曲线；通过参数方程对响应曲线进行拟合；对参数方程进行分解以得到多个参数；抽取数据库中存有的分解得到的多个参数中的有用参数集合；根据有用参数集合进一步对超材料的结构参数进行设计，以得到具有所需物理特性的超材料。通过上述方式，本发明的超材料设计装置及其方法可以用计算机仿真技术以及相应的统计优化技术对超材料的理论设计进行反复的测试和改进，以使设计的结果最接近生产的要求，提高了设计的准确率以及降低了设计成本。

主权项

一种超材料设计方法，所述超材料包括基材及周期排布在基材上的多个人造微结构，其特征在于，产生一以超材料的结构参数为自变量，以超材料的物理特性为因变量的响应曲线；通过参数方程对所述响应曲线进行拟合；所述通过参数方程对所述响应曲线进行拟合的步骤包括：使用时间‑空间高斯过程法通过参数方程对所述响应曲线进行拟合；对所述参数方程进行分解以得到多个参数；所述对所述参数方程进行分解以得到多个参数的步骤包括：使用多项式方法、傅里叶变换方法或小波变换方法并通过MATLAB实现对所述参数方程进行分解以得到多个参数；抽取数据库中存有的所述分解得到的多个参数中的有用参数集合；所述抽取数据库中存有的所述分解得到的多个参数中的有用参数集合的步骤包括：在抽取参数方程的信息的基础上通过使用Boosting、Lasso或Dantzig抽取数据库中存有的所述分解得到的多个参数中的有用参数集合；根据所述有用参数集合进一步对超材料的结构参数进行设计，以得到具有所需物理特性的超材料。