[发明专利]一种无反射的波浪调控装置及设计方法

摘要

本发明公开了一种无反射的波浪调控装置及设计方法，该装置在内径ri以内区域结构的高度相同，在外径ro处高度为0，在内径ri和外径ro之间区域结构高度渐变，在该高度渐变区域设置多个挡板形成沟槽。当该类圆台形的本体浸没于水中，并且在具有特定波长和频率的平面波入射时，平面波在该圆台结构周边几乎不发生反射，从而减少该类圆台形的本体周边的波能量损耗，进入到类圆台形的本体内部的波仍为平面波，同时波幅得到放大。

主权项

1.一种无反射的波浪调控装置，其特征在于，包括类圆台形的本体，本体的侧面为高度渐变曲面，该高度渐变曲面由曲线绕本体的旋转轴旋转一周而成；本体侧面上沿圆周方向均匀布置多个挡板，且挡板沿本体径向放置，挡板沿径向起始于本体的下底面边缘，终止于本体的上底面边缘；相邻两个挡板与本体侧面之间形成沟槽；当本体浸没于水中时，挡板的顶部高出水面，本体下底面所处的水深为h₀，本体上底面所处的水深为h_i＝h₀‑H_i，H_i为本体的高度，本体上下底面之间的水深分布是渐变曲线，其函数记为h(r)。给定曲线处的折射率分布n(r)，可求得渐变水深为h(r)＝h₀/n(r)²；n(r)的取值满足以下两个条件：第一条件：平面波通过沟槽的路程是入射波半波长的整数倍，即：第二条件：沟槽前后的折射率满足波场压缩的条件以及阻抗匹配条件，即：其中，r_i为本体的上底面半径，r_o为本体的下底面半径，n_i、n_o分别为本体的上底面r_i处和本体的下底面r_o处的折射率，n_o＝1，λ为平面波的波长，m为正整数。