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1.
借助于平面波展开法分析了二维复式格子声子晶体能带结构,计算了铝合金柱体按周期性结构排列在空气中形成的二维固/气复合体系的声子晶体,给出了复式蜂窝格子和复式Kagome格子的能带结构,进而对比分析了复式格子和简单格子的能带结构特性.结果表明,与简单格子相比,复式格子的带隙出现在频率相对较低的位置;在f=0.091—0.6046范围内,将声子晶体排列为复式格子要优于简单格子,可以得到更宽带隙.此外,引入了带隙分布图,讨论了填充系数f对带隙数目、带隙宽度以及带隙上下边界频率的影响.
关键词:
声子晶体
复式格子
带隙
平面波算法 相似文献
2.
运用基于平面波的超元胞方法,研究作为缺陷引入的第三组元材料(四氯化碳、水)对二维二组元声子晶体(水/水银,四氯化碳/水银)带结构的影响.结果表明,二组元声子晶体在引入第三组元点缺陷/线缺陷后,在原来的带结构中会出现缺陷态/带,原带隙的位置、宽度变化不大;缺陷态/带频率主要受第三组元材料物性参数的影响;这些缺陷态都是局域化的.因此,在具有宽带隙的二组元体系中引入适当的第三组元点缺陷/线缺陷,让缺陷态/带频率落在二组元体系的带隙中,就可以形成特殊的滤声态/波导态.声子晶体的这一特性对于声波/弹性波的传播和新的声学应用具有重要意义.
关键词:
声子晶体
三组元
点缺陷
线缺陷 相似文献
3.
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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三维声子晶体带结构研究 总被引:1,自引:0,他引:1
运用平面波展开法计算由长方体散射物以面心立方结构排列于基体中形成的三维声子晶体的带结构,研究不同组分材料、散射物的填充率和长方体散射物的高与长之比 R_(HL)对带隙的影响.结果表明,将质量密度和波速大的散射体放在质量密度和波速小的基体中所形成的三维(面心立方)固态声子晶体有利于带隙的产生;散射体的填充率为中间值时带隙最宽;散射体的对称性强烈影响带隙,当 R_(HL)大于等于1时,带隙宽度随 R_(HL)的增加而减小,相反,当 R_(HL)小于1时,带隙宽度随 R_(HL)的增加而增加. 相似文献
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The mechanism for the shift of the band-gap in two kinds of finite phononic crystals (PCs) (steel/epoxy and aluminum/epoxy) with different initial stresses is studied experimentally and theoretically. The experimental results and theoretical analysis simultaneously indicate that the initial stress will efficiently tune the location and width of the band-gap. The current work provides a basis for tuning the band-gap of phononic crystals in engineering applications. 相似文献
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<正>The mechanism of the shift of the band-gap in phononic crystal(PC) with different initial confining pressures is studied experimentally and numerically.The experimental results and numerical analysis simultaneously indicate that the confining pressure can efficiently tune the location in and the width of the band-gap.The present work provides a basis for tuning the band-gap of phononic crystal in engineering applications. 相似文献
14.
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
15.
用超元胞的平面波展开法,计算了存在点缺陷的二维水/水银声子晶体的能带结构和压强分布。通过改变5×5超元胞中心圆柱体的半径而引入缺陷,发现缺陷填充率(Fd)小于或大于正常柱体填充率(F0)一定数值时(如当F0=0.35,Fd<0.10或Fd>0.50),都将出现缺陷态,且Fd对缺陷态的频率有重要影响。还比较了当Fd=0.03和Fd=0.90两种情况下缺陷态的压强分布,计算结果表明压强分布均具有局域性,Fd的大小对单模缺陷态的局域程度有影响,而对二重简并模无显著影响。 相似文献
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Influence of defect states on band gaps in the two-dimensional phononic crystal of 4340 steel in an epoxy
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The band structures of a new two-dimensional triangle-shaped array geometry of 4340 steel cylinders of square cross section into epoxy resin were studied by the plane-wave expansion and supercell calculation method. The band gaps of this type of phononic crystals with different defects were calculated such as defect-free, 60° crystal linear defect states, 120° crystal linear defect states, and 180° crystal linear defect states. It was found that the band gap will emerge in different linear defects of the phononic crystals and the bandwidth of linear defect states is larger than that of the free-defect crystal by about 2.14 times within the filling fraction F=0.1-0.85. In addition, the influence of filling fraction on the relative width of the minimum band gap is discussed. 相似文献
17.
The T-square fractal two-dimensional phononic crystal model is presented in this article.A comprehensive study is performed for the Bragg scattering and locally resonant fractal phononic crystal.We find that the band structures of the fractal and non-fractal phononic crystals at the same filling ratio are quite different through using the finite element method.The fractal design has an important impact on the band structures of the two-dimensional phononic crystals. 相似文献