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相似文献
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1.
椭球三维液态声子晶体完全声波禁带研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
黄飞  何锃 《应用声学》2007,26(2):107-113
弹性波在声子晶体中传播时,会产生一定的频率禁带,声和振动在禁带中被禁止传播。本文将椭球散射体引入三维声子晶体中,采用平面波展开法计算了该系统的声波禁带结构。对于不同椭球半径的系统,其声波禁带的位置与大小有很大不同。结果表明:当晶格常数和填充率确定时,禁带受到椭球半径的影响;当确定椭球体的某一个半径和填充率时,第一禁带的最大值出现在另2个半径相等的情况下。  相似文献   

2.
声波在二维固/流声子晶体中的禁带特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
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   

3.
赵言诚  苑立波 《应用声学》2007,26(4):202-207
以二维水银/四氯化碳体系正方格子声子晶体为研究对象,采用平面波法结合超元胞的方法研究了声子晶体异质位错结的能带结构及三种形式的位错对带隙内传导模影响。结果表明,对于原型异质结,在带隙中不会出现界面传导模;横、纵向及横纵向同时作用的位错效应,在界面处形成传导模,可以使处于禁带频率范围内的声波沿位错通道进行传播,从而形成声波导。  相似文献   

4.
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   

5.
炉内换热器结构类似于声子晶体,基于声子晶体理论,采用数值计算与软件模拟得到管阵列中声源不同方向的声传播特性,并将两种方法所得结果进行对比分析,研究声源在管阵列中不同位置处的辐射特性.结果表明:声指向性特性与声源通过管排数量,声源频率是否处在声波禁带有关.  相似文献   

6.
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   

7.
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   

8.
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   

9.
丁红星  沈中华  李加  祝雪丰  倪晓武 《物理学报》2012,61(19):196301-196301
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   

10.
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   

11.
遗传算法在二维声子晶体带隙优化中的应用   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
运用自适应遗传算法对二维声子晶体的带隙宽度进行优化设计,并与平面波展开法相结合,研究了由正方形排列的铅-环氧树脂构成的声子晶体的带隙宽度优化问题,发现自适应遗传算法可以有效地搜索到具有较宽完全声子带隙的优化单胞形式. 关键词: 声子晶体 声子带隙 遗传算法  相似文献   

12.
基于平面波算法的二维声子晶体带结构的研究   总被引:16,自引:0,他引:16       下载免费PDF全文
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=0229时,有最大值ΔΩ=0549;水银/四氯化碳体系的带隙宽度一直增大,当f=0554时,有最大值ΔΩ=0515;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   

13.
二维声子晶体带隙计算中的时域有限差分方法   总被引:24,自引:1,他引:23       下载免费PDF全文
王刚  温激鸿  韩小云  赵宏刚 《物理学报》2003,52(8):1943-1947
通过将各向同性介质动态弹性方程转化为一阶双曲型波动方程,采用交错网格法改进了O(2,4)的时域有限差分算法. 进而将其应用于二维声子晶体带隙特性计算,理论计算结果和实验结果符合较好,证明该方法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 时域有限差分 交错网格PACC:  相似文献   

14.
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   

15.
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.

  相似文献   


16.
陈阿丽  梁同利  汪越胜 《物理学报》2014,63(3):36101-036101
针对二维8重固-流型(钢-水)准周期声子晶体,通过实验方法测试得到了不同大小准周期系统的透射谱,并利用有限元方法计算了准周期体系的频散曲线和透射谱.结果显示,实验与有限元方法所得透射谱结果基本符合,但有限元方法得到的透射谱显示的带隙特性更为明显;二维固-流型8重准周期声子晶体选用包含其中心拼图在内的最小超元胞可以近似计算整个准周期结构的频带结构.  相似文献   

17.
牟中飞  吴福根  张欣  钟会林 《物理学报》2007,56(8):4694-4699
采用基于超元胞的平面波展开法,计算了由水银(水)正四棱柱体按正方格子排列于水(水银)基体中所组成的两种声子晶体的能带结构.通过改变两相邻的柱体底面边长之比来改变声子晶体的平移群对称性.结果发现,改变相邻柱体的底面边长之比,具有很好的调节声学带隙的作用.研究表明,声子晶体的平移群对称性对于其带隙的形成具有重要影响,同时还表明,超元胞方法也是研究声子晶体平移群对称性影响声子带隙形成的一种有效方法. 关键词: 声子晶体 带隙 对称性  相似文献   

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