与基于谐振机理的超材料不同,五模材料通过微结构设计实现任意物性参数,制备出的声学器件具有宽频有效性。基于声学超材料微结构设计思想,可制备具有良好性能的超材料隔振器。中船重工第七一九研究所研究团队长期致力于五模声学和力学超材料研究,在理论、微结构设计、试验等方面取得了研究成果。声学材料理论方面,推导了二维五模材料声波方程,并成功应用于圆柱形分层五模隐身衣声学特性计算,并提出了一种任意形状五模隐身衣的设计方法。微结构设计方面,利用微结构能带理论和模态分析方法,揭示了微结构弯曲振动模态对五模材料声学性能的影响机制。在此基础上建立宽频有效的五模材料微结构设计方法,解决了传统设计方法仅考虑静力学性能导致的部分设计结果失效的问题。试验方法方面,制备并成功试验了具有宽频特性的金属水声学超材料样件;基于五模反射超表面理论研制了宽频有效的回波定向调控超表面,并通过了试验验证。力学超材料方面,建立了系统的超材料隔振器设计方法,并完成了样机试验。