(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111587275.6 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 上海东峻信息科技有限公司 地址 200050 上海市长 宁区长宁路855号9B 室 (72)发明人 蒋寻涯　姜天一　韩文达　许秀科　 陈娜　 (74)专利代理 机构 上海璀汇知识产权代理事务 所(普通合伙) 31367 代理人 程琼胤 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/26(2020.01) (54)发明名称 一种吸波材 料的数值建模方法 (57)摘要 本发明涉及一种吸波材料的数值建模 方法， 往单一基底材料空间中的随机位置填充一定数 量的半径满足一定范围分布的空气小球， 小球表 面生长一层一定厚度的导电材料。 实现过程是首 先指定一个固定大小的区域用于吸波材料建模， 然后设置吸波材料中填充小球的数量， 半径分布 函数， 小球之间的相 交关系， 小球表面生长导电 材料层的厚度， 然后设置随机数种子， 将小球随 机填充到基底材料空间中。 如果小球的填充率未 达到要求， 可 以修改填充小球的参数， 重复进行 多次小球填充操作， 直到小球的填充率达到要求 为止。 本发 明实现了内部存在许多不规则且无序 排列的缝隙孔洞， 具有极其复杂的拓扑结构的吸 波材料的快速建模， 能够模拟真实的吸波材料的 内部结构。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114330117 A 2022.04.12 CN 114330117 A 1.一种吸波材 料的数值建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 指定吸波材 料的基底材 料的区域范围； 步骤2、 设置填充空气小球的数量、 空气小球的半径分布函数、 空气小球之间的相交关 系以及空气小球表面 生长的导电材 料的厚度； 步骤3、 设置随机数种子， 依据步骤2设置的参数将空气小球随机填充到步骤1确定的基 底材料空间中， 每个空气小球表面生长一层一定厚度的导电材料层， 该厚度通过步骤2设 置； 步骤4、 判断空气小球的填充率是否达到要求： 如果不满足要求， 则重复步骤2以及步骤 3， 直到空气小球的填充率达到要求为止， 完成吸波 材料的建模； 如果满足要求， 则完成吸波 材料的建模。 2.根据权利要求1所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 吸波材料中的波 指电磁波， 其频率范围为0.1GH z～1000GHz。 3.根据权利要求1所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 所述基底材料是 指吸波材 料中用于填充吸波剂的载体材 料。 4.根据权利要求3所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 所述载体材料包 括聚氨酯、 碳 化硅和/或橡胶。 5.根据权利要求1所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 所述空气小球的 半径分布函数 是指空气小球半径取值的概 率分布函数。 6.根据权利要求5所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 所述概率分布函 数为均匀分布、 正态分布或瑞利分布。 7.根据权利要求1所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 所述空气小球表 面生长的导电材 料是指吸波材 料中添加的吸 收剂。 8.根据权利要求7所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 所述吸收剂包括 炭黑和/或石墨。 9.根据权利要求1所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 步骤4中， 所述填 充率是指所有所述空气小球的空气体积占整个所述基底材 料空间的百分比。 10.根据权利要求9所述的一种吸波材料的数值建模方法， 其特征在于， 步骤4中， 若所 有所述空气小球的空气体积占整个所述基底材料空间的百分比达到1％～99％， 则认为空 气小球的填充率达 到要求。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114330117 A 2一种吸波材料的数值建模方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种吸波材料的数值建模方法， 特别涉及内部无序复杂多孔结构的建 模方法， 属于电磁建模与仿真领域。 背景技术 [0002]由于传统尖锥形等吸波材料是由吸附碳粉的海绵材料制备的， 其孔缝具有极其复 杂的拓扑结构。 而这些孔缝结构的尺度恰恰接近某些电磁波频段 的波长， 可能会形成复杂 的共振电磁散射。 物质波在无序介质中的传输理论是起始于20世纪50年代， 著名物理学家 安德森(P.W.Anderson)提出的电子局域化概念开启了凝聚态物理学中一个崭新的研 究领 域， 在半个多世纪以来一直是凝聚态物理学科中十分重要的理论基础之一。 在安德森提出 的电子局 域化概念中， 他认为当系统中的无序程度达到一定强度的时候， 电子波函数将会 受到非常强烈的散射， 从而使其输运现象突然消失， 电子波函数由扩展态进入局域态， 最 终 波函数被局 域在空间的某一个小区域内。 此后， 安德森也因为该具有里程碑意义的工作获 得了1977年的诺贝尔物理学 奖， 这一现象被称为 “安德森局域 化”。 [0003]近年来， 科学家认识到安德森局域化源于波动性， 而安德森局域化的研究迅速扩 展到电磁波、 声波和弹性波等多个领域。 其中， 光波局域化是20世纪8 0年代以来国际学术界 上一个新兴的研究领域， 其根本物理机制来源于： 当无序散射体(例如小球或空腔)的尺度 与光波(电磁波)波长可比拟时， 散射会大大增强， 无序的多重强散射可能会造成光波的安 德森局域 化。 [0004]随着研究的深入， 电磁波在无序体系中的散射、 传播、 吸收的性质被广泛的研究， 相关理论和认知逐渐发展， 形成了多类型 的研究方向。 但吸 附碳粉的海绵体材料 的电磁建 模和仿真这样的问题， 国际上并没有被深入研究。 该材料的 “拓扑复杂+强散射+强吸收 ”特 征， 也决定了其电磁特性可能较复杂。 所以， 如何 能够高效准确地建模具有极其复杂的拓扑 结构的吸波材 料， 是吸波材 料电磁仿真领域的一个难题。 发明内容 [0005]本发明的目的是： 高效准确地建模具有极其复杂的拓扑 结构的吸波材 料。 [0006]为了解决上述技术问题， 本发明的技术方案是提供了一种吸波材料的数值建模方 法， 其特征在于， 包括以下步骤： [0007]步骤1、 指定吸波材 料的基底材 料的区域范围； [0008]步骤2、 设置填充空气小球 的数量、 空气小球 的半径分布函数、 空气小球之间的相 交关系以及空气小球表面 生长的导电材 料的厚度； [0009]步骤3、 设置随机数种子， 依据步骤2设置的参数将空气小球随机填充到步骤1确定 的基底材料空间中， 每个空气小球表 面生长一层一定厚度的导电材料层， 该厚度通过步骤2 设置； [0010]步骤4、 判断空气小球的填充率是否达到要求： 如果不满足要求， 则重复步骤2以及说　明　书 1/3 页 3 CN 114330117 A 3