一种局域共振型声学超材料的半解析建模与带隙机制研究 |
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作者姓名: | 赵振成 张涵柯 郑玲 |
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作者单位: | 1. 重庆大学机械与运载工程学院;2. 重庆大学机械传动国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51875061); |
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摘 要: | 基于声学黑洞(acoustic black hole, ABH)弧形梁体积小且模态频率丰富的特点,将声学黑洞弧形梁作为附加结构周期分布在直梁上,达到促进局域共振效应和拓宽低频带隙的作用,由此构建一种新的局域共振型声学超材料。针对局域共振型超材料,采用高斯展开法,建立其半解析理论分析模型,基于零空间法处理其内部连接以及周期边界条件,并通过有限元法验证半解析理论分析模型的准确性。分析和计算其能带结构,研究结构参数以及ABH效应对布拉格带隙以及局域共振带隙的影响机理。研究结果表明,该半解析理论模型能够对结构的带隙进行有效计算,附加弧形ABH的陷波机制能够促进结构的局域共振效应并对主梁进行有效减振,为声学黑洞声学超材料的应用提供了新的思路。
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关 键 词: | 声学黑洞(ABH) 局域共振 声学超材料 低频带隙 |
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