摘要：地震超材料是在亚波长范围内设计的能够改变地面局域特性的人工复合材料,其周期排列组成的周期结构对调控波和波衰减具有明显的效果,通常基于布拉格散射或局域共振机制产生带隙,使带隙范围内的地震波无法通过。对于地震超材料的研究,其构型设计十分关键。然而,传统的结构设计方法依赖研究者的经验和大量重复的尝试,效率低且难以满足设计需求。随着计算机性能的发展和各种模型算法的提出,使逆向设计结构构型成为可能,以深度学习为代表的逆向设计方法可以在更广阔的参数空间寻找最优结构分布。本文对地震超材料设计方法的研究进行综述,介绍传统的设计研究和逆向设计的常用方法及其应用,并对深度学习在周期结构逆向设计的应用进行阐述。最后指出当前研究中所存在的问题,并对地震超材料结构设计领域未来的发展进行展望。

摘要：为了解决基于表面波理论的地震超材料带隙窄的问题,设计了一种基于十字分形柱的低频宽带隙地震超材料,并通过数值模拟计算其频散曲线,发现三阶十字分形地震超材料的相对带宽高达60%.对不同阶数十字分形地震超材料的频散曲线进行比较研究,以阐明分形地震超材料带隙扩展的机理.通过材料参数分析,研究不同材料参数对带隙宽度及位置的影响.为验证所设计的地震超材料对实际地震波的屏蔽效果,进行频域和时域分析.通过对El Centro地震波和Taft地震波的瞬态动力学分析发现,三阶十字分形地震超材料可以将2种地震表面波位于带隙频率范围内的加速度幅值降低50%以上,具有良好的隔震性能.