叠层复合材料电磁场效应数值模拟

曲宝龙^1,2，李旭东¹，李俊琛¹

1. 兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室2. 长江大学化学与环境工程学院

摘 要：为了解决现有数值模拟方法不能计算叠层复合材料分层吸收率、分层反射率及多角度反射率的问题,借助可以表征能量流动方向和大小的Poynting矢量,按研究项目要求建立了由碳纤维、石墨颗粒和聚苯乙烯树脂组成的叠层复合材料微结构有限元模型,通过程序设计结合有限元数值模拟的方法实现了电磁场效应的计算。结果表明,所设计的叠层复合材料在宽频范围内具有稳定的电磁场效应。在工作频率2～18GHz范围内,该结构吸收率高达50%以上,而垂直反射率只有10%左右。斜反射率随反射角度增大而减小。迎波第一层的吸收率和反射率均大于第二层。数值模拟结果满足研究项目要求。研究方法对任意叠层材料微结构均具有适用性。

关键词：复合材料;电磁场效应;数值模拟;材料微结构;Poynting矢量;