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相似文献
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1.
多振子梁弯曲振动中的局域共振带隙   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
文岐华  左曙光  魏欢 《物理学报》2012,61(3):34301-034301
从梁的弯曲振动方程出发,利用传递矩阵法,给出了无限周期结构的一维多振子声子晶体梁的弯曲振动能带结构,并利用有限元方法计算了有限周期结构梁的弯曲振动频率响应.建立了多振子声子晶体梁的简化模型,推导出带隙起始截止频率公式.结果表明:一维多振子声子晶体梁具有比单振子声子晶体梁更宽更丰富的振动带隙,可应用于呈倍频关系的减振降噪中;振动在带隙频率范围内频率响应具有明显的衰减;所建立的简化模型与理论模型结果符合较好.研究工作为梁类结构的减振提供一种新的思路.  相似文献   

2.
二维声子晶体带结构的多散射分析及解耦模式   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
蔡力  韩小云 《物理学报》2006,55(11):5866-5871
利用多散射方法研究了二维声子晶体中的带结构,通过对柱散射波各阶分波之间的耦合分析,发现在带隙边缘的模式存在与对称性相关的解耦现象. 由此在低阶带隙边缘出现独立的自洽的零阶多散射模式. 通过引入周期结构因子和Mie散射因子,得到表征低阶带隙起始频率的解析公式. 利用该公式,采用图解法,定量地说明了带隙起始频率随周期性和单散射体Mie散射特性变化的规律. 关键词: 声子晶体 多散射  相似文献   

3.
一维准周期结构声子晶体透射性质的研究   总被引:32,自引:0,他引:32       下载免费PDF全文
曹永军  董纯红  周培勤 《物理学报》2006,55(12):6470-6475
提出了一维准周期结构的声子晶体模型.对弹性波通过该一维准周期结构声子晶体的透射系数进行了数值计算,并与周期结构的透射系数进行了比较.计算结果表明,弹性波通过一维准周期结构声子晶体时,同样会有带隙的出现,且带隙所在频率范围与周期结构的情形完全一样,不同的是在准周期结构声子晶体中,带隙内有很强的局域共振模.对此局域模性质的研究有助于声波或弹性波滤波器的制作. 关键词: 准周期结构 声子晶体 局域化  相似文献   

4.
声波在一维声子晶体中共振隧穿的研究   总被引:22,自引:0,他引:22       下载免费PDF全文
通过从实验和理论方面对声波在一维声子晶体单晶体和被小的共振腔分开的双晶体中传播时发生的隧穿和共振隧穿现象的研究,观察到了声子晶体单晶体在带隙频率范围内发生的隧穿现象,而对于双晶体样品,在带隙频率范围内出现了很强的共振透射峰.共振发生时,实验测得的群时间很大,但是没有共振时,群速度却很快. 关键词: 声波 声子晶体 隧穿 共振  相似文献   

5.
一维压电Fibonacci类准周期声子晶体传输特性   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
杨立峰  王亚非  周鹰 《物理学报》2012,61(10):107702-107702
基于传输矩阵法研究了一维压电Fibonacci类准周期声子晶体的传输特性, 比较了一维Fibonacci序列压电准周期声子晶体与非压电准周期声子晶体以及压电周期性声子晶体的透射性. 计算结果表明:弹性波通过一维准周期结构压电声子晶体时与周期性声子晶体一样会有带隙的出现, 且发现具有压电性的Fibonacci序列准周期声子晶体禁带宽度发生了展宽. 进一步讨论了入射角度对固定频率下声子透射系数的影响,结果表明一维压电Fibonacci序列准周期结构声子透射性依赖于入射角度的选取.  相似文献   

6.
设计了一种由铝和塑料组成的ABBA结构的一维异质双周期镜像声子晶体.用传递矩阵法研究了温度参量的变化对该声子晶体的声波带隙的影响.当温度发生变化时,声子晶体除了发生线膨胀之外,组成声子晶体材料的铝和塑料的杨氏模量也会发生变化,这就导致了声波在介质内的传播速度发生变化.通过观察分析透射谱线,发现在温度变量的影响下,声波带隙能够可控的出现和消失,随着温度的升高,声波带隙会向频率减小的方向移动.特别是在一定温度条件下出现带隙的反转,由带隙变为通带.结果表明,温度对声子晶体带隙有着明显的影响.这个特性可为新型声学器件的设计提供理论参考.  相似文献   

7.
高明  吴志强 《物理学报》2013,62(14):140507-140507
针对一维三振子周期结构, 导出了系统无量纲色散方程. 利用奇异性理论证明,色散曲线的拓扑结构不随刚度参数和质量参数的变化而变化, 并由此给出带隙起止频率的计算公式. 以此为基础提出带隙设计方法, 并用等刚度和等质量两类例子进行了验证. 本文方法也可用于声子晶体和光子晶体的带隙设计. 关键词: 周期结构 带隙设计 奇异性理论  相似文献   

8.
孙炜海  张超群  鞠桂玲  潘晶雯 《物理学报》2018,67(19):194303-194303
将具有力电磁耦合性能的夹层引入到压电/压磁声子晶体中,在保持单胞长度为固定值的情况下,分别改变磁电弹夹层的厚度、磁电弹夹层中压电材料的体积分数和磁电弹夹层中压电材料的种类;并利用传递矩阵法和Bloch定理,得到波数k与频率ω的色散关系;通过色散关系图分析不同的磁电弹夹层对压电/压磁声子晶体带隙特性的影响.研究发现:当磁电弹夹层厚度增加时,带隙的中心频率上升,带隙宽度变宽;当磁电弹夹层中压电材料体积分数增加时,带隙中心频率下降,第一带隙宽度变窄,第二带隙宽度增加,第三带隙宽度保持不变;当磁电弹夹层中的压电材料种类不同时,带隙的中心频率和带隙宽度有明显的改变;磁电弹夹层对压电/压磁声子晶体带隙中心频率的影响在高频区比低频区更显著.  相似文献   

9.
广义Fibonacci准周期结构声子晶体透射性质的研究   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
曹永军  杨旭 《物理学报》2008,57(6):3620-3624
提出了一维广义Fibonacci准周期结构的声子晶体模型. 对弹性波通过该一维准周期结构声子晶体的透射系数进行数值计算,并与周期结构和标准Fibonacci准周期结构声子晶体的透射系数进行比较. 结果表明,利用一维广义Fibonacci准周期结构的声子晶体可获得比周期结构和标准Fibonacci准周期结构声子晶体更大的带隙范围,同时在带隙内有更丰富的局域模式存在. 对局域模性质的研究有助于声波或弹性波滤波器的制作. 关键词: 广义Fibonacci准周期结构 声子晶体 局域化  相似文献   

10.
基于集中质量法的一维声子晶体弹性波带隙计算   总被引:47,自引:1,他引:46       下载免费PDF全文
温激鸿  王刚  刘耀宗  郁殿龙 《物理学报》2004,53(10):3384-3388
通过将一维声子晶体中的原胞简化为有限多个自由度的弹簧振子结构,引入了一种基于集中 质量法的一维声子晶体弹性波带隙计算方法.与传统平面波展开法相比,该方法的计算结果 与之相符合,而且在收敛性方面较之有很大改善.通过使用集中质量法,可在得到同样计算 精度的条件下,显著降低计算量,提高计算速度. 关键词: 声子晶体 弹性波带隙 集中质量法 平面波展开法  相似文献   

11.
LCR分流电路下压电声子晶体智能材料的带隙   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
唐一璠  林书玉 《物理学报》2016,65(16):164202-164202
将带有LCR分流电路的压电陶瓷片对贴在铝和环氧树脂组成的声子晶体结构中.使智能材料的机械振动与压电陶瓷的压电效应耦合起来,推导出机械振动在压电陶瓷片上的等效附加应力;使LCR分流电路中的电磁振荡效应和声子晶体的能带特性有机结合,计算了在分流电路作用下智能材料扭转和弯曲振动的带隙特性,研究了电阻、电感、电容元件的改变对压电声子晶体智能材料带隙的影响.研究结果表明:在合理尺寸下,随着分流电路中电阻值的增大,带隙的频率范围变宽,但衰减幅值有所降低;电感和电容值的增大都可以使带隙向低频移动,带隙的衰减幅值随着电感值的增大而升高,但随着电容值的增大而降低.从而给压电声子晶体智能材料减震降噪的控制提供了一种新思路.  相似文献   

12.
王莎  林书玉 《物理学报》2019,68(2):24303-024303
夹心式换能器应用极为广泛,但当其横向尺寸过大时,存在耦合振动,影响其辐射面的位移分布.本文通过在大尺寸夹心式换能器的前盖板中加工周期排列的槽,来形成一种二维声子晶体结构.随后,采用有限元法对基于二维声子晶体的大尺寸夹心式换能器的振动传输特性、共振频率以及发射电压响应进行仿真模拟,讨论了开槽高度和开槽宽度对其带隙、共振与反共振频率、带宽以及辐射面位移分布的影响.研究结果表明,通过在大尺寸夹心式换能器中应用声子晶体结构可对其进行优化设计.当大尺寸夹心式换能器的工作频率位于其带隙范围内时,二维声子晶体结构能有效地抑制其横向振动,从而改善换能器辐射面位移分布的均匀程度.此外,在大尺寸夹心式换能器的前盖板中加工二维声子晶体结构,能有效提升换能器的带宽,进而拓宽大尺寸夹心式换能器的工作频带.  相似文献   

13.
王青海  李锋  黄学勤  陆久阳  刘正猷 《物理学报》2017,66(22):224502-224502
基于Su-Schrieffer-Heeger模型,构造了一种一维非线性声子晶体,通过调控外加在声子晶体上的预紧力,可调控声子晶体的拓扑态,从而实现拓扑相变.利用这一效应,把该非线性声子晶体与另一线性声子晶体形成异质结构,可以实现一种新型声学开关:通过调节预紧力即调控非线性声子晶体的拓扑相,可以实现异质结构中界面态从无到有的转变,从而实现了开关效应.利用该效应可望开发新型声学器件,如可调谐振器、可调滤波器、可调隔振器等.  相似文献   

14.
Based on the transfer matrix method (TMM) and Bloch theory, the interaction of elastic waves (normal incidence) with 1D phononic crystal had been studied. The transfer matrix method was obtained for both longitudinal and transverse waves by applying the continuity conditions between the consecutive unit cells. Dispersion relations are calculated and plotted for both binary and ternary structures. Also we have investigated the corresponding effects on the band gaps values for the two types of phononic crystals. Furthermore, it can be observed that the complete band gaps are located in the common frequency stop-band regions. Numerical simulations are performed to investigate the effect of different thickness ratios inside each unit cell on the band gap values, as well as unit cells thickness on the central band gap frequency. These phononic band gap materials can be used as a filter for elastic waves at different frequencies values.  相似文献   

15.
We report on an ‘in plane mode’ band gaps investigation of a novel diamond CRS (circle-rectangle-square) shaped holey phononic crystals in the desired operating frequency ranges. An ultra-wide band gap for diamond in the ‘in plane mode’ is observed. We also investigate an ultra-wide acoustic band gap for a finite one-dimensional (1D) diamond CRS phononic crystal (PnC) in the ‘out of plane mode’, and an ultra-wide acoustic band gap of a finite two-dimensional (2D) diamond CRS phononic crystal (PnC) in the ‘out of plane mode’ based on the FEA (Finite Element Analysis) method. We analyze that the transmission response of diamond in the length extension and width extension manner is more reasonable. Ultra-wide peak attenuations in the transmission spectra of a CRS shaped diamond phononic crystal successfully reveal the complete band gaps. The wide band gap of a CRS shaped diamond phononic crystal and the wide peak attenuation strongly agree in the same frequency region. It is analyzed that when a CRS-diamond phononic crystal is employed for MEMS resonators with different tether widths the quality Q of the resonators improved, and the energy losses decrease with extremely low insertion loss. In addition, it is observed that the vibrational displacement of a resonator is reduced by employing a diamond phononic crystal.  相似文献   

16.
胡理情  林书玉 《应用声学》2021,40(3):323-328
该文提出了一种二维声子晶体结构模型,并将该模型应用于横向尺寸较大的功率超声换能器的前盖板中,避免了形成耦合振动对换能器的影响,从而优化了该类换能器的工作性能。首先设计了一种具有近周期性结构的圆柱形孔的前盖板,然后研究了声子晶体结构前盖板散射体的半径大小和高度对换能器共振频率以及前盖板带隙的影响。结果表明,随着散射体半径和高度的增大,换能器的共振频率会随之发生改变,带隙范围也在发生变化,可以通过调节使换能器的共振频率处于声子晶体的带隙范围内,可以有效抑制换能器的横向振动。  相似文献   

17.
张振方  郁殿龙  刘江伟  温激鸿 《物理学报》2018,67(7):74301-074301
声子晶体管路的带隙特性,可以实现管路系统在特定频率下的噪声控制.利用二维模态匹配法推导出单个内插扩张室元胞的传递矩阵,结合Bloch定理,得到声子晶体管路的能带结构计算方法;验证了二维方法在计算能带结构时的准确性.研究发现,内插扩张室声子晶体管路存在布拉格带隙和局域共振带隙.进一步研究了晶格常数以及内插管长度对能带结构的影响,结果表明,晶格常数主要控制布拉格带隙,而内插管长度对局域共振带隙有较大的影响,并研究了两种参数变化下的带隙耦合.研究结果可以为管路降噪设计提供新的思路.  相似文献   

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