空气中周期管阵列的声波禁带研究

本文以不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体为对象,使用平面波展开法计算并通过实验测试的方法,分析了该二维声子晶体的声波禁带,讨论了晶格常数对声波禁带的影响.结果表明,随着晶格常数的减小,ΓX方向禁带宽度增加,禁带上下边界频率增大.     

基于平面波算法的二维正方点阵声子晶体禁带研究

声子晶体能够产生完全的弹性波禁带，可以阻止声波或者振动在其内部传播。采用平面波算法研究了二维正方点阵声子晶体的禁带结构。在甲醇／水银双组分二维（2D）液相体系中发现了很大的完全禁带，到目前为止，在固相体系和其他液相体系中还没有发现相同宽度和相同数量的完全禁带。还研究了声子晶体中散射体的横截面为圆形和绕其中心轴旋转任意角度的正方形时完全禁带的产生规律，探索了第一禁带宽度与第一禁带中心频率的比值△Ω1/Ωc1和填充率F之间的关系，以及前50个频带中禁带的总宽度∑△Ωn/Ωcn和填充率F之间的关系。     

声子晶体研究概况

声子晶体是近年来提出的一种新型功能材料,目前主要处于理论研究阶段.通过与光子晶体类比,可推断由振动材料组成的周期性结构,传输弹性波时也有带隙存在,这种特征可以有效地进行声波控制和振动控制,阐述了声子晶体的概念、基本特征、研究方法和进展.     

新型声学功能材料--声子晶体

声子晶体是近10年来提出的新概念、新声学功能材料.其在弹性波范围内的带隙结构的研究具有极大的理论和应用价值.声子晶体的研究将会对固体物理学、材料科学、声学等产生深刻的影响,并为我们进行声波控制和振动控制提供全新的思路.本文主要对声子晶体的概念和基本特征、研究发展以及声子晶体的应用前景进行了重点论述.     

声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制

声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性非均匀新型复合材料,带隙频率范围内的弹性波传播被抑制或被禁止。在介绍声子晶体概念、基本特征及带隙理论的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状;对轮边驱动电动汽车振动噪声的产生机理、频域特性、声品质、现有车用减振降噪材料技术进行分析,得出现有车用减振降噪材料与轮边驱动电动汽车振动噪声的矛盾;最后结合声子晶体各种特性和该矛盾,对声子晶体在电动汽车减振降噪方面的应用研究和挑战做了分析。     

基于声子晶体的车内噪声研究

声子晶体是近年来提出的一种新型功能材料,是一种由两种或多种材料组成的具有周期性结构和弹性波带隙的声学功能材料或结构,并且振动频率在声子晶体带隙范围内的振动会被抑制或禁止传播,它所具有的这种弹性波带隙特性为汽车车内噪声控制,特别是车内低频噪声控制提供了一种新的研究方法.在介绍了声子晶体的概念、基本特征及能带结构的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状,同时对车内噪声的产生机理进行了分析,最后对声子晶体在应用于汽车车内降噪方面的研究做了展望.     

声子晶体与汽车振动噪声控制

声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性结构功能材料,振动频率在声子晶体带隙范围内的振动会被抑制或禁止传播,它所具有的这种弹性波带隙特性为减振技术的发展提供了一种新的可能.在介绍声子晶体的基本理论及特征的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状及声子晶体在汽车减振降噪方面的应用.     

新型声学功能材料——声子晶体

声子晶体是近10年来提出的新概念，新声学功能材料，其在弹性波范围内的带隙结构的研究具有极大的理论和应用价值，声子晶体的研究将会对固体物理学，材料科学，声学等产生深刻的影响，并为我们进行声波控制和振动控制提供全新的思路，本文主要对声子晶体的概念和基本特征，研究发展以及声子晶体的应用前景进行了重点论述。     

二维钢管阵列声子晶体带隙结构的研究

制备了晶格常数同声波波长同数量级的二维钢／空气体系声子晶体结构模型。研究了在填充分数较小（F〈0．082）的情况下，单一方向（FX）声波在二维声子晶体的声传播特性，得出其禁带频率范围。对1400Hz-3200Hz的声波垂直通过管阵列结构模型前后的声压级（SPL）进行了实验测试，多处表现出频段声压的加强与减弱。研究了在管子直径及结构列间距不变的情况下增加排数及改变排间距两种情况下的禁带频率范围，得出了禁带宽度及最大插入损失的位置变化规律。     

空气中钢管阵列声波禁带的实验研究

基于布拉格反射机理,自行制备了晶格常数同声波波长同数量级的二维钢/空气体系声子晶体结构模型,该模型具有双向可调性。研究了在填充分数较小(f<0.082)的情况下,单一方向(ГX)声波在二维声子晶体的声传播特性,得出其禁带频率范围。对1400Hz-3200Hz的声波垂直通过管阵列结构模型前后的声压级(SPL)进行了实验测试,发现了多处频段声压的加强与减弱区。研究了在管子直径及结构列间距不变的情况下增加排数及改变排间距两种情况下的禁带频率范围。得出了禁带宽度随着排数的增加和排间距的减小而明显加宽,并且最大插入损失的位置随着排间距的增加而降低这一规律。     

一种新型复合局域共振型声子晶体带隙特性

设计了一种新型复合局域共振型声子晶体,通过建立弹簧-质量块等效模型用于计算带隙的上下边界频率,同时结合有限元方法分析了该结构共振带隙的产生机理,根据带隙起止点频率处的位移模态研究了声子晶体的带隙特性。研究结果表明,该声子晶体结构在频率2 200 Hz附近产生三条完整带隙,其中一条是带宽达406.17 Hz的宽带隙。对于有限周期结构的声子晶体进行了传输特性仿真和隔声实验测试,在相同的频段内弹性波传播受到了阻碍。最后,对影响声子晶体带隙打开的几种因素进行分析,讨论了带隙上下边界调控机制。研究结果为声子晶体获得较宽的低频带隙提供了一种新的设计思路和方法。     

散射体的取向对二维声子晶体带隙的影响

声子晶体是一种具有声波带隙特性的新型功能材料。运用平面波展开法研究了二维声子晶体的带结构,二维声子晶体由横截面为正方形的散射体按正方形排列植入环氧树脂基体中形成。结果表明:通过改变散射体的取向可以调节系统的带隙,当填充率较低时,带隙宽度随散射体旋转角的增加先减小再增加,而填充率较高时,带隙宽度随散射体旋转角的增加而先稍有增加然后再减小。     

KTV包间低频噪声控制

KTV包间内的噪声污染主要在低频63 Hz～125 Hz,噪声级一般可以超过105 dB,其噪声源边界排放噪声也超出了相应的限值,针对KTV包间的噪声污染,介绍了目前比较成熟的噪声处理方案。首先KTV包间内的墙壁、顶棚、门和地板隔声处理;其次是介绍包间采取的吸声材料和广泛应用的吸声结构;包间音箱设备的隔振处理;包间内减少声波的泄露;以及新型局域共振声子晶体的理论及应用。     

声子晶体弹性波带隙理论计算及实验研究

声子晶体是一种具有弹性波带隙的新型结构功能材料。本文在详细介绍声子晶体弹性波带隙计算方法——平面波展开法的基础上,采用该方法计算了一维金属／丁腈橡胶杆状结构声子晶体及二维空气中正方形排列的钢管阵列声子晶体的弹性波带隙并进行了实验验证。实验结果同理论计算结果吻合较好。     

一维声子晶体的振动特性与实验研究

研究了铝/橡胶一维声子晶体的机械滤波特性.采用有限元和传递矩阵法导出了弹性波在一维声子晶体中传播的理论模型.对声子晶体的振动传输与隔振特性进行了实验研究.研究结果表明：铝/橡胶一维声子晶体存在振动带隙,改变单元的几何尺寸和材料特性,能将带隙频率范围扩大并延伸至低频;实验验证了理论模型的预测,为铝/橡胶声子晶体在发动机隔振控制上的应用提供了依据.     

周期声学黑洞结构弯曲波带隙与振动特性

作为一种被动型波操控结构,声学黑洞能对弯曲波起到较好聚集作用,再结合阻尼层能更好抑制结构振动波的传播。从声子晶体角度通过周期性排列构造一种声学黑洞结构与基体结合的一维声子晶体结构,选取合适的晶胞,采用有限元法对周期排列的声学黑洞结构弯曲波带隙特性进行研究,对比分析8周期声子晶体梁与等长度的恒定截面梁及周期楔形梁的振动位移传递函数,讨论黑洞区域材料变化对带隙的影响。结果表明:该声学黑洞结构具有较好弯曲波带隙,在对应带隙及附近频带区间振动位移响应出现较大衰减,表明其抑制振动效果明显;在黑洞区域选择合适的材料可以使带隙向低频移动,同时使得带隙区间增多。