流固耦合声子晶体管路冲击振动特性研究

流固耦合管路系统广泛应用于各种装备中,通常用来传递物质和能量或者动量.由于流固耦合效应,管壁在流体作用下易产生强烈的振动与噪声,对装备安全性、隐蔽性产生严重影响,甚至造成严重破坏.流固耦合管路振动抑制需求迫切,意义重大.声子晶体可以利用其带隙特性抑制特定频率范围内弹性波的传播,在减振降噪领域具有广泛的应用前景.本文基于声子晶体理论,研究了流固耦合条件下的布拉格声子晶体管路冲击振动传递特性.将传递矩阵法和有限元法相结合,计算了能带结构与带隙特性,重点考虑了流固耦合效应下,不同冲击激励条件下声子晶体管路振动特性,分析了流固耦合对声子晶体管路振动传递特性的影响.研究结果为流固耦合条件下管路系统的振动控制提供了技术参考.     

聚酰胺-胺树形分子与染料相互作用的分光光度法研究

采用分光光度法对酯端基的半代聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子与直接湖蓝5B染料之间的相互作用进行了研究。发现静电相互作用和非极性相互作用同时存在,但静电相互作用起主要作用。半代树形分子导致直接湖蓝5B染料分子采取一定的定向排列,从而引起染料吸收光谱的变化。用分子激子理论对实验现象进行了解释。     

类黄酮抑制P糖蛋白的三维定量构效关系与作用模式

采用基于R基团搜索技术的Topomer CoMFA建立了30个类黄酮类P糖蛋白抑制剂的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型, 并用包括9个样本的测试集验证模型的外部预测能力. 所得模型的拟合、 交互验证以及外部验证的复相关系数分别为r²=0.971, q²=0.728和\begin{array}{c}{r}_{\mathit{pred}}^2\end{array}=0.816. 在此基础上, 运用Surflex-dock分子对接法研究了白杨素及其异戊烯化衍生物与P糖蛋白的作用模式. 结果表明, 异戊烯化修饰可显著提高类黄酮的亲脂性, 修饰产物能更好地与P糖蛋白的疏水性口袋契合, 二者结合程度高.     

X形超阻尼局域共振声子晶体梁弯曲振动带隙特性

以声子晶体理论为基础,设计了一种具有超阻尼特性的X形局域共振结构,分析了周期性附加X形局域共振的梁弯曲振动传播特性.利用拉格朗日方程分析了X形局域共振结构动力学等效特性,揭示了该结构的阻尼放大的机理,分析了几何结构参数对于带隙特性的影响,并利用有限元法验证了X形局域共振结构的超阻尼特性.研究结果表明,周期性附加X形局域结构能够有效地抑制低频弯曲振动在梁中的传播,产生超阻尼特性,实现低频、宽带的减振效果,为结构的低频减振提供了一个新的设计方案.     

暗声学超材料型充液管道的低频消声特性

充液管道低频声的有效吸收和消减一直是一个颇具挑战性的难题.受声学超材料理论启发,本文设计了一种沿管道轴向方向等距布置小体积声学短管的充液周期管道系统.该管道系统可以诱发声波传播超宽低频带隙的产生,使得声波在带隙频率范围内传播将被显著衰减,乃至无法透射,近乎被完全吸收,称为暗声学超材料型充液管道.进一步,揭示了暗声学超材料型充液管道中声传播带隙的产生机理、参数影响规律,研究了该波导管对低频噪声的降噪特性,初步探讨了工程实际可实现的暗声学超材料型充液管道的结构实现形式.研究成果有望为管道低频噪声控制提供一条新的技术途径.     

内插扩张室声子晶体管路带隙特性研究

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.     

Propagation of acoustic waves in a fluid-filled pipe with periodic elastic Helmholtz resonators

Helmholtz resonators are widely used to reduce noise in a fluid-filled pipe system. It is a challenge to obtain lowfrequency and broadband attenuation with a small sized cavity. In this paper, the propagation of acoustic waves in a fluid-filled pipe system with periodic elastic Helmholtz resonators is studied theoretically. The resonance frequency and sound transmission loss of one unit are analyzed to validate the correctness of simplified acoustic impedance. The band structure of infinite periodic cells and sound transmission loss of finite periodic cells are calculated by the transfer matrix method and finite element software. The effects of several parameters on band gap and sound transmission loss are probed.Further, the negative bulk modulus of periodic cells with elastic Helmholtz resonators is analyzed. Numerical results show that the acoustic propagation properties in the periodic pipe, such as low frequency, broadband sound transmission, can be improved.