固-液结构声子晶体中弹性波的能带

为了研究弹性波在固-液结构声子晶体中的能带特性,推导出了弹性渡斜入射固-液结构声子晶体的转移矩阵.利用它计算了固-液结构声子晶体中弹性波的透射系数.结果表明,当介质的分层厚度固定时,在透射渡中出现了多级禁带,禁带的频率中心随入射角的增加而向高频方向移动.当入射角固定时,禁带的频率宽度随介质的分层厚度近似呈反比变化,禁带的频率中心也随介质的分层厚度近似呈反比变化.     

固-流结构矩形声子晶体中弹性波的传输特性

利用一维固-流结构矩形声子晶体中弹性波横向受限的条件,推导出弹性波在其中各个模式满足的关系式,利用它研究了弹性波各模式的特性。并利用色散法研究了弹性波的传输特性随模式量子数和矩形边长的变化规律。得出了一些不同于一维非受限声子晶体的新特征,即一维矩形声子晶体的禁带由模式量子数确定,禁带频率中心和频率宽度与模式量子数和边长有关。     

密度正弦变化声子晶体中弹性波的带隙

利用转移矩阵和离散方法研究了密度正弦变化的一维声子晶体中弹性波的禁带.研究声明,密度按正弦规律变化的一维声子晶体中的弹性波会出现禁带.禁带频率的宽度随密度幅值的增加而增大,但密度幅值的变化对主禁带的频率中心没有影响.禁带的频率宽度和频率中心都随周期厚度呈反比变化.     

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。     

固-液结构平板掺杂声子晶体中弹性波的缺陷模

利用一维固-液结构平板掺杂声子晶体中弹性波横向受限的条件推导出弹性波在一维固-液结构平板掺杂声子晶体中各个模式满足的关系式,并利用关系式研究了各个模式弹性波的特性。利用转移矩阵计算出弹性波各个模式的缺陷模随模式量子数以及平板厚度的变化特征,得出了一些一维固-液结构平板掺杂声子晶体缺陷模的新特征。     

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。     

一维准周期声子晶体板中兰姆波的禁带特性分析

结合超胞法,利用有限元软件COMSOL计算了兰姆波在一维准周期声子晶体板中的频带结构,研究了其禁带特性和波动局部化现象。讨论了超胞的选取,通过模态图和位移矢量图进行了兰姆波的模态分析;讨论了结构参数和材料参数对兰姆波禁带的影响,其中结构参数包括板厚与晶格常数之比L/D和填充率,材料参数包括组元材料的密度和弹性模量。本文研究结果为实现对兰姆波传播的控制和调节提供新的思路,为准周期声子晶体板用于声学功能器件的设计制作提供一定的理论基础。     

弹性波在横向受限的固态声子晶体中的传输特性

对横向受限的一维固态声子晶体，得出了弹性波在其中传输时的模式数所满足的条件，并利用多层介质的转移矩阵计算了纵波入射时，不同模式下透射波的透射系数随弹性波频率变化的特点：出现声子禁带；不同模式的禁带宽度并不完全相同。横波入射时中心频率以下全为禁带，1倍中心频率以下没有透射峰出现。     

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.     

声子晶体中弹性波带隙与散射

声子带隙产生条件是声子晶体研究的一个重要问题,首先对钢圆柱体嵌入空气基质组成的声子晶体散射截面进行计算,然后用平面波方法计算了弹性波带结构。结果表明声子带隙将出现在两个完全分离的共振态之间。因此,声子晶体产生完全带隙的条件是弹性波在基质材料中的传播被禁止并远离共振。     

宇称时间对称声子晶体纳米杆波动特性分析

提出一种宇称时间对称声子晶体纳米杆结构,并构建一种非局部有限元杆的波动力学模型,研究宇称时间对称声子晶体纳米杆中一些新颖的弹性波传播机理。研究结果表明宇称时间对称性声子晶体纳米杆的能带结构出现简并点,且简并点之前频率为实数,简并点之后频率则以复共轭的形式成对出现。虚部能带结构中正、负频率的成对出现表明结构中单色波传播呈现增强和衰减的效应。进一步研究尺寸效应对一维宇称时间对称声子晶体纳米杆结构中弹性波传播的影响,研究表明尺寸效应可以改变结构带隙频率所在位置及其宽度。该研究为宇称时间对称性声子晶体纳米结构在振动与弹性波控制领域的工程应用提供一定的理论指导。     

弹性波在对称准周期结构固/液声子晶体中的传播

基于准周期Fibonacci序列,提出了一维对称准周期序列固液介质声子晶体。利用传输矩阵法,数值研究了弹性波在其中的透射特性,以及局域谐振模的基本特征。弹性波正入射时,对低序列声子晶体,在声子带隙的中心频率处出现局域谐振模,且在其左右对称地出现两条局域谐振模。在较高序列结构的声子晶体中,仅在中心频率处出现一条局域谐振模。当弹性波斜入射时,声子带隙和谐振模都略微向高频方向移动。弹性波以较大角度斜入射时,只有低频弹性波透射。     

一维固-液平板声子晶体中弹性波的模式和带隙

利用一维固-液结构平板声子晶体中弹性波横向受限的条件,推导出弹性波在一维固-液结构平板声子晶体中各个模式满足的关系式,利用这个关系式并结合转移矩阵计算出弹性波各模式的带隙随模式量子数和平板厚度以及入射角的变化规律。得出了一些不同于一维固-液结构非受限声子晶体带隙的新特征。     

二维三组元液系声子晶体声波带隙结构

1.引言 近年来,关于弹性波在周期性复合介质中传播的研究比较活跃[1-14].弹性波受到周期性复合材料弹性常数的调制,会产生声子带隙,即一定频率范围内弹性波的传播被抑制或禁止,此类复合材料称为声子晶体[1].声子晶体每个组元具有三个独立的弹性参数,即质量密度ρ、纵波波速cl、横波波速ct,所以声子晶体带隙特性的研究具有更丰富的物理内涵.另外声子晶体在无源隔音、精密机械平台减振、声滤波器等新型声学功能材料方面具有广泛的应用前景.因此,声子晶体带隙特性的研究正在成为一个新的热点.     

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.     

平板声子晶体的全反射隧穿效应及其滤波特性

为了研究一维平板声子晶体中弹性波的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了弹性波在大于全反射角入射一维平板方形声子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应,并且全反射隧穿峰具有优良的多通道滤波特性。得出了一维平板声子晶体的全反射隧穿的滤波特性随模式量子数、平板厚度以及周期数的变化规律,为设计性能优良的多通道声子晶体滤波器提供了理论依据。     

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.     

声子晶体的研究进展及应用前景

声子晶体是近10年来提出的一类概念、声学材料,这种周期性结构所具有的声波带隙特性可以认为具有某种过滤效应,即当多种频率的振动或声波通过此类晶体时,由于布拉格散射,便会分裂为导带和禁带,处于禁带频率范围内的振动或声波将被禁止在晶体中传播,而处于导带频率范围内的振动或声波则能顺利通过声子晶体。通过求解声波在晶体中的波动方程可以设计所需要的声子禁带和导带。文中对声子晶体的概念和基本特征、研究进展、理论方法、潜在应用等方面进行了阐述,并对声子晶体的研究工作进行了展望。     

一维功能梯度材料声子晶体弹性波带隙研究

应用平面波展开法研究了由功能梯度材料周期复合而成的一维声子晶体中存在的弹性波带隙特征,并得到第一阶带隙归一化起始频率、截止频率和宽度随功能梯度材料表面材料常数、指数因子和组分比变化的关系图。并对功能梯度材料声子晶体与常规材料声子晶体帯隙特征进行了比较,结果表明,功能梯度材料声子晶体较常规材料声子晶体在相同范围内能够出现更多阶带隙结构。这些结果为功能梯度材料声子晶体在工程实际中的广泛应用提供了理论依据和指导。     

多组声子晶体复合结构的隔声性能

运用波动分析法,导出了平面波垂直入射时声子晶体禁带特性的计算方法。探讨了构建声子晶体复合结构用于隔断和屏蔽人体敏感噪声谱的可行性。分析计算了由多层铅/软橡胶声子晶体与多层钢/丁腈橡胶构成的声子晶体复合结构的隔声性能。结果表明,通过参数的合理调制和搭配,这种声子晶体复合结构能够降低起始频率和提高禁带宽度,达到人们所要求的隔声目标和良好的隔声效果。