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。     

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。     

一维声子晶体中弹性波的全反射贯穿效应

为了研究一维声子晶体中弹性波的全反射贯穿效应,利用转移矩阵法计算了弹性波在大于全反射角入射一维声子晶体的透射率。在透射波中发现了两条透射峰带,即出现了全反射贯穿效应。得出了贯穿效应随入射角的变化规律、贯穿效应随介质厚度的变化规律以及贯穿效应随周期数的变化规律。并利用波的量子理论和渐逝波的理论对一维声子晶体的贯穿效应作出了定性的理论解释     

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。     

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。     

一维杆状声子晶体的带隙特性

用有限元方法计算了一维杆状声子晶体的振动传输特性及其振动模态,从振形角度分析了一维杆状声子晶体相关参数(物理参数、尺寸参数)对带隙起始频率及带隙宽度的影响,发现带隙的形成与其模态振形密切相关,各参数对声子晶体带隙的影响主要是影响了个模态所在的频率,从而改变了其带隙的起始位置及宽度。     

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。     

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.     

嵌套复式三角晶格固/气型声子晶体的带隙研究

设计了一种新型的嵌套复式三角晶格固/气型声子晶体,用两个相切的圆柱替代简单三角晶格中的每个单圆柱基元,采用平面波法计算了其弹性波带隙结构 。与简单三角晶格相比,嵌套复式三角晶格可以在更低的填充率及更低的频率位置产生宽带隙,在相同的填充率下,嵌套复式三角晶格最高可以获得宽度为4.4倍于简单三角晶格第一带隙宽度的最低带隙,而且中心频率低至简单三角晶格第一带隙中心频率的二分之一。     

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。     

The band gap of 1D viscoelastic phononic crystal

The band gap of one dimensional (1D) phononic crystal with viscoelastic host material is studied in this paper. The standard solid model is used to simulate the viscoelastic behavior of the host material and the fillers embedded in the host material are still assumed elastic material. The band gap problem in 1D phononic crystal leads to an eigenvalue problem by using the plane wave expansion method and the Bloch–Floquet wave theory in a periodic structure. An iterative algorithm is designed to obtain the band gap structure due to the dependence of elastic constants on frequency for the viscoelastic host material. A numerical example is given for steel/epoxy phononic crystal. The band gap of 1D phononic crystal is evaluated for different viscoelastic constants, namely, relaxation time, initial and final state elastic modulus. It is found that the viscoelastic constants of host material affect not only the location but also the width of band gaps.     

四方折叠梁声子晶体低频带隙特性研究

提出了一种二维四方折叠梁声子晶体结构，通过有限元仿真分析了该结构的低频带隙特型和几何参数影响因素，提出了多重共振耦合机理。结果表明：二维四方折叠梁局域共振型声子晶体的几何尺寸，即四方折叠梁的宽度，其增大可以导致带隙变窄，甚至消失。折叠梁、基体材料和谐振子连接处的几何尺寸和对于带隙的影响具有一致性，其尺寸的增加只是使第一带隙向低频移动。的大原胞的不同排列组合可以打开或者关闭低频带隙。本文设计思想丰富了声子晶体低频带隙相关理论，可为其相关结构设计提供理论指导。     

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.     

一维二组元声子晶体结构参数的传递矩阵法反演研究

采用声传递理论及传递矩阵研究方法,从反问题角度对无限周期一维二组元声子晶体进行理论研究和方法设计。从结构参数角度进行带隙研究,并进行计算机模拟。结果表明,可以从反演的角度对带隙进行研究,从结构参数角度研究无限周期的带隙,可以设计具有某个频率范围带隙的声子晶体隔声构件,从而为实际应用开辟一条新的途径。