Broadband Acoustic Metamaterial Design via Machine Learning

自编码 掩蔽 超材料 计算机科学 宽带 斗篷 子空间拓扑 人工神经网络 人工智能 算法 物理 光学 电信
作者
Thang Viet Tran,Feruza Amirkulova,Ehsan Khatami
出处
期刊:Journal of theoretical and computational acoustics [World Scientific]
卷期号:30 (03) 被引量:11
标识
DOI:10.1142/s2591728522400059
摘要

Acoustic metamaterials are engineered microstructures with special mechanical and acoustic properties enabling exotic effects such as wave steering, focusing and cloaking. In this research, we develop a new machine learning framework for predicting optimal metastructures such as planar configurations of scatterers with specific functionalities. Specifically, we implement this framework by combining probabilistic generative modeling with deep learning and propose two models: a conditional variational autoencoder (CVAE) and a supervised variational autoencoder (SVAE) model. As an application of the method, here we design an acoustic cloak considering a minimization of total scattering cross-section (TSCS) for a set of cylindrical obstacles. We work with the sets of cylindrical objects confined in a region of space and streamline the design of configurations with minimal TSCS, demonstrating broadband cloaking effect at discrete sets of wavenumbers. After establishing the artificial neural networks that are capable of learning the TSCS based on the location of cylinders, we discuss our inverse design algorithms, combining variational autoencoders and the Gaussian process, for predicting optimal arrangements of scatterers given the TSCS. We show results for up to eight cylinders and discuss the efficiency and other advantages of the machine learning approach.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
orixero应助健壮尔蝶采纳,获得10
刚刚
王艺霖完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
lancekenway完成签到,获得积分20
1秒前
Criminology34举报王泽垚求助涉嫌违规
1秒前
千千发布了新的文献求助10
2秒前
年年完成签到,获得积分10
3秒前
蛙蛙发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
agentwang发布了新的文献求助10
5秒前
碗碗发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
太叔开山发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
CipherSage应助和谐的敏采纳,获得10
9秒前
10秒前
Zerolii发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
露露发布了新的文献求助10
10秒前
河师大完成签到,获得积分10
11秒前
在水一方应助Leisure_Lee采纳,获得10
11秒前
pluto应助亚迪采纳,获得50
12秒前
面码发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
新教师发布了新的文献求助10
13秒前
故里完成签到 ,获得积分10
14秒前
健壮尔蝶发布了新的文献求助10
14秒前
jianke发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
llm完成签到,获得积分10
16秒前
十七发布了新的文献求助10
17秒前
一尘不染发布了新的文献求助10
18秒前
圆子发布了新的文献求助10
19秒前
Billy发布了新的文献求助10
20秒前
垫垫完成签到,获得积分10
20秒前
小纸人发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6424534
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8242462
关于积分的说明 17523544
捐赠科研通 5478671
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2893672
邀请新用户注册赠送积分活动 1870020
关于科研通互助平台的介绍 1707906