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采用时域有限差分法(FDTD),分析了声波在二维四方点阵铝/空气组合声子晶体中的禁带特性,并利用实验测试验证了理论分析的正确性.在此基础上研究了两种不同声阻抗率比固(实心圆柱和空心圆管)/流系统声子晶体的禁带特性.对于实心圆柱体,分析了有限尺寸结构声子晶体在传播方向上的层数对声波传播特性的影响,得到了这两种系统在不同填充率下取得最大声波禁带宽度所需的最少层数.同时指出,在低声阻抗率比条件下,对于空心圆管填充物,通过选取适当的半径比,可以获得比实心柱体更宽的方向带隙. 相似文献
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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
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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
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兰姆波在声子晶体薄板中的传播特性因其在无损检测、 减振技术和传感器件等领域的潜在应用价值而受到越来越多的关注. 本文采用超原胞平面波展开法和有限元法系统地研究了复合对称结构声子晶体薄板中的兰姆波超宽部分禁带. 结果表明: 对于在薄板侧面对称地嵌入双层矩形空气柱构成的复杂系统, 低阶兰姆波部分带隙结构极为丰富. 将晶格常数(L)和板厚(H) 比值具有匹配关系的兰姆波声子晶体衔接构成复合结构, 低阶兰姆波部分禁带宽度因各组分结构的部分禁带交叠而得到显著拓宽, 可在低频超宽频带内实现对特定低阶兰姆波模式良好的模式选择功能. 该研究结果对兰姆波缺陷无损检测中模式优化选择及兰姆波单向导通器件设计等方面具有重要意义. 相似文献
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通过引入振动力学中的连续系统离散化的思想,将一维集中质量法延伸至二维,提出一种二维声子晶体带隙特性计算的集中质量法. 进而采用该算法对两种正方晶格的二维声子晶体的带结构进行了计算,计算结果与传统的平面波展开法相符合. 通过对计算结果以及两种算法收敛性的分析,发现集中质量法的收敛性对组成声子晶体的不同材料弹性参数差不敏感,这使得该算法在计算大弹性常数差二维声子晶体的带隙特性时较平面波展开法收敛速度更快. 此外,集中质量法对二维声子晶体单元形状没有特殊要求,这使得它更加适用于声子晶体带隙特性的计算.
关键词:
声子晶体
声子带隙
集中质量法 相似文献
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介绍了平面波算法计算声子晶体带结构的分析过程,计算了二维双组分液相体系声子晶体的带结构.结果表明,四氯化碳/水银体系比水银/四氯化碳体系更容易产生带隙.随分散相填充分数f的增加,四氯化碳/水银体系声子晶体带隙宽度ΔΩ先增加,后减小,当f=0229时,有最大值ΔΩ=0549;水银/四氯化碳体系的带隙宽度一直增大,当f=0554时,有最大值ΔΩ=0515;f一定时,改变分散相单元的几何尺寸和点阵常数,带隙宽度ΔΩ保持不变.
关键词:
声子晶体
声子带隙
平面波算法
带结构 相似文献
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Didit Yudistira Andreas Boes Benjamin Dumas Amgad R. Rezk Morteza Yousefi Bahram Djafari‐Rouhani Leslie Y. Yeo Arnan Mitchell 《Annalen der Physik》2016,528(5):365-372
Surface phonon cavities that are homogenous in both mechanical and dielectric properties are reported. The cavities are formed by the placement of a defect of a single domain within periodic domain inversion of single crystal piezoelectric lithium niobate that exhibits surface phononic bandgap through the phonon‐polariton coupling. Surface cavity resonances are observed within the bandgap, which manifest in entrapment of phonon‐polariton within the defect. In addition to demonstrating that the observed resonances are non‐radiative and decoupled to bulk radiation, which is critical for high Q cavities, it is also shown the possibility to tune the surface cavity resonance spectra simply by varying the defect width. Such an ability to excite surface cavity resonance that is non‐radiative with simultaneous localization of the electric field together with the advantage of a cavity that is physically formed from a completely monolithic and uniform material offers unique opportunities for widespread applications for example in actuation, detection, and phonon lasing that can be fully integrated with other physical systems such as quantum acoustics, photonics, and microfluidics.
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