二维声表面波压电声子晶体在射频段的时域有限差分法

对二维声表面波压电声子晶体在射频段的带隙特性,进行了时域有限差分法(FDTD)理论推导和计算,并提出实验方法对比验证。FDTD计算模型考虑了压电效应,引入周期边界条件以节省计算空间和时间,采用完全匹配层以解决声表面波在截断边界处的虚拟反射问题。实验上分别设计有/无二维压电声子晶体的两种宽频带延迟线结构,测量两种延迟线的传输系数取差值,得到了二维压电声子晶体的带隙;其中通过时域加窗函数保留一次传输信号,进行干扰信号的去除。以铝/128°YX-LiNbO3二维压电声子晶体为例,该FDTD方法、商业有限元软件COMSOL、实验方法均得到了100~500 MHz射频段内的多个带隙,三种带隙对比证明了FDTD计算带隙与实验测量带隙一致,比COMSOL计算的计算带隙精度更高。     

多层一维声子晶体在建筑隔声中应用分析

本文应用集中质量法分析了大弹性常数比率的一维声子晶体禁带带隙,发现弹性常数数量级相差越大,一维声子晶体的第一禁带初始频率越低.基于此种方法,分析了多层非金属／非金属一维声子晶体的隔声性能、分析表明：通过合理的材料搭配,此种基于大弹性比率的声子晶体复合结构能够有效地降低禁带的起始频率,同时声子晶体层数越多越能发挥其禁带的优势,达到人们所要求的隔声要求和目标。     

大弹模量比率声子晶体在建筑隔声中的应用

应用集中质量法分析了大弹性常数比率的一维声子晶体禁带带隙,探讨了构建一维声子晶体用于隔断和屏蔽人体敏感噪声的可能性,分析表明:通过合理的材料搭配,此种基于大弹性比率的声子晶体复合结构能够有效地降低禁带的起始频率,满足人们要求的隔声频率.     

贴附型声子晶体双层梁结构带隙特性研究

文中提出了一种在梁之间周期布置"软-硬-软"材料柱体构成贴附型声子晶体双层梁结构,为探索该新型低频减振结构的性能,基于COMSOL软件得到其能带结构、振动传输曲线以及模态振型,结果表明,带隙起始、截止频率分别由反对称和对称弯曲振动模态决定。此外,根据振型给出‘次带隙’存在原因,并通过与单层梁对比,指出双层梁结构的优势;最后指出几何和材料参数对带隙的影响规律,为该类新型梁在实际工程中应用提供参考。     

一维光子晶体带隙边缘处态密度突然增强现象的理论分析

针对一维光子晶体态密度(density of states,DOS)特性,建立数学计算模型,并就其带隙边缘突然增强现象,研究了近似局域最大值与周期数、薄膜材料折射率之间的对应关系。首先计算得到了特定周期数、相对折射率差下的近似局域最大值,接着绘制了DOS带隙特性曲线,验证了局域最大值的准确性。最后通过分析,进一步得到了周期数、相对折射率差对带隙边缘处DOS突然增强现象的调制关系。     

高层建筑声子晶体框架结构带隙特性研究

随着经济的发展,对建筑的安全性和适用性有了更高的要求,与高层建筑相关的减振抗噪问题也吸引了众多科研人员的关注。其中声子晶体能够打开完全带隙的特性为结构减振抗噪的研究提供了新的方向。高层建筑中框架结构被广泛应用,本文设计了一种基于声子晶体局域共振机理的框架结构,并使用有限元法计算其能带结构、位移场及对应有限结构的传递曲线,进行数值分析,研究其带隙特性,发现将软硬两种材料进行周期性组合形成的框架结构在较低的起始频率就能打开完全带隙,且随着几何参数的增加起始频率能够更低,为工程上对高层建筑减振抗噪的研究提供理论依据。     

超材料型周期管路声传播特性及低频宽带控制

船舶管路系统噪声的低频宽带控制是船舶设计和制造中亟待解决的关键问题之一。将超材料理论引入船舶管路系统的结构设计,构造了具有低频声波带隙的一维周期管路结构,并给出了周期管路声波带隙和声波透射系数的计算方法。计算结果表明,该周期管路同时存在声波布拉格带隙和局域共振带隙。在这两种带隙频率范围内,声波在系统中的传播将被衰减抑制。进一步发现,布拉格和局域共振带隙在一定条件会发生耦合,出现带隙耦合展宽现象,且两种带隙存在精确耦合条件。利用带隙耦合的展宽效应和低频设计,可实现声波在低频范围内的传播操控,从而达到船舶管路系统低频噪声宽带控制的目的。     

含左手材料一维光子晶体的反射相特性

通过传输矩阵法,理论研究了含左手材料的一维光子晶体零均值折射带隙中波的反射相特性,结果表明,零均值折射带隙中波的反射相值,受入射角、偏振模式的影响,而不受晶格比例缩放的影响。这些特性的研究为制作光子晶体相位补偿器和色散补偿器方面提供理论依据。     

泰东河特大桥主桥自振特性分析

以江海高速公路泰东河特大桥主桥为研究对象,采用Midas有限元程序,建立了连续梁桥的空间力学计算模型,利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振周期和振型,对桥梁的模态特性进行了分析与研究,计算结果可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据.     

老河口汉江特大桥自振特性分析

以襄渝二线铁路老河口汉江特大桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序,建立了四跨连续梁桥的空间力学计算模型,利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振周期和振型,分析比较了考虑土影响与不考虑土影响该桥模态特性的不同,计算结果可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。