專利名稱：一種超材料單元結構的推演方法和裝置的制作方法
ー種超材料單元結構的推演方法和裝置
技術領域：
本發明涉及超材料領域，尤其涉及ー種超材料単元結構的推演方法和裝置。
背景技木超材料的設計與應用遠超出一般材料，其復雜性和大規模數據的級別比一般材料高出幾個數量級。超材料所提供的特殊功能，都是取決于它異常復雜的單元結構，每個超材料單元結構由ー個參數組來定義，姆個參數組包含多個屬性參數，例如超材料單元結構的長、寬、高、厚度、介電常數、材料材質等。其電磁響應參數是多維的，每改變ー個屬性參數都將改變其最終的電磁響應函數，如何尋找最佳的超材料単元結構屬性參數，使它的電磁響應函數符合超材料的目標電磁響應函數，是全球科研人員一直在努力探索的。 傳統的超材料単元結構體設計方法是，通過手動逐一改變每個單元結構的屬性參數，測試某一頻率的電磁波通過該單元結構后的電磁響應函數，并與目標電磁響應函數進行對比，如此不斷循環，最終找到與目標電磁響應函數最為相近的超材料単元結構屬性參數。調整屬性參數是ー項非常耗時的步驟，為了達到超材料設計的超高要求和特殊的電磁響應函數，超材料単元結構參數的微調單位可能達到毫米級，甚至微米級、納米級，同時每個超材料可能包括上萬甚至上億個這樣的超材料単元結構，其工作量可想而知。傳統的超材料設計方法對人力、物力、時間都有極大的要求，如何縮短時間對提高超材料設計效率有著至關重要的作用。
發明內容本發明針對現有技木，只能通過手動調節超材料単元結構，而導致低效率的缺陷，提供了ー種單元結構的推演方法。本發明提供ー種單元結構的推演方法，單元結構由ー組幾何參數來定義，方法包括以下步驟SI :預設單元結構的幾何參數的數值范圍；S2 :在預設的數值范圍內，選擇多個試驗點，姆個試驗點對應ー組幾何參數；S3 :預設單元結構對應的適應度函數；S4 :采用優化搜索方法,在幾何參數空間搜索最優參數值,使得適應度函數最大。在本發明的單元結構推演方法中，在步驟S2中，使用正交試驗設計原理實現。在本發明的單元結構推演方法中，隨機優化算法為粒子群優化算法或者蒙特卡洛采樣方法。在本發明的單元結構推演方法中，目標函數為常數。
I在本發明的單元結構推演方法中，適應度函數y(g)等于|s(g)_st t|或者
權利要求
1.一種單元結構的推演方法，所述單元結構由一組幾何參數來定義，其特征在于，所述方法包括以下步驟 51:預設所述單元結構的幾何參數的數值范圍； 52:在預設的數值范圍內，選擇多個試驗點,每個試驗點對應一組幾何參數； 53:預設單元結構對應的適應度函數； 54:采用優化搜索方法，在幾何參數空間搜索最優參數值，使得所述適應度函數最大。
2.根據權利要求I所述單元結構的推演方法，其特征在于，所述步驟S2使用正交試驗設計原理實現。
3.根據權利要求I所述單元結構的推演方法，其特征在于，所述隨機優化算法為粒子群優化算法或者蒙特卡洛采樣方法。
4.根據權利要求I所述單元結構的推演方法，其特征在于，所述適應度函數y(g)等于
5.根據權利要求I所述單元結構的推演方法，其特征在于，所述目標函數為常數。
6.一種單元結構的推演裝置，單元結構由一組幾何參數來定義，其特征在于，所述裝置包括以下模塊 初始化模塊用于預設所述單元結構的幾何參數的數值范圍； 試驗點選定模塊用于在初始化模塊預設的數值范圍內，選擇多個試驗點，每個試驗點對應一組幾何參數； 目標函數設定模塊用于預設單元結構對應的適應度函數； 優化搜索模塊采用優化搜索方法，在幾何參數空間搜索最優參數值，使得適應度函數最大。
7.根據權利要求6所述單元結構的推演裝置，其特征在于，在所述試驗點選定模塊中使用正交試驗設計原理實現。
8.根據權利要求6所述單元結構的推演裝置，其特征在于，在所述優化搜索模塊中，所述隨機優化算法為粒子群優化算法、蒙特卡洛采樣方法。
9.根據權利要求6所述單元結構的推演裝置，其特征在于，所述適應度函數y(g)等于
10.根據權利要求6所述單元結構的推演裝置，其特征在于，所述目標函數為常數。
全文摘要
本發明提供一種單元結構的推演方法，單元結構由一組幾何參數來定義，方法包括以下步驟S1預設單元結構的幾何參數的數值范圍；S2在預設的數值范圍內，選擇多個試驗點，每個試驗點對應一組幾何參數；S3預設適應度函數；S4采用優化搜索方法，使得適應度函數最大。本發明同時還提供一種單元結構的推演裝置實現上述方法。采用本發明保證了超材料單元結構的設計精度，對超材料單元結構的快速自動化設計極具意義。
文檔編號G06F17/50GK102682141SQ20111006649
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月18日 優先權日2011年3月18日
發明者劉斌, 劉若鵬, 欒琳, 趙治亞 申請人:深圳光啟創新技術有限公司, 深圳光啟高等理工研究院