祁鹏山
,
杜军
,
姜久龙
,
董亚科
,
张佳龙
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.10.032
提出了一种双局域共振机制,结合有限元法对该机制声子晶体结构的带隙生成机理和带隙的影响因素进行了深入分析研究.2个刚性质量体互为刚性边界和振子,由此产生了2个可以互相转化的局域共振单元.双局域共振结构的带隙位置由2个等效单自由度系统的固有频率共同决定,带隙的宽度与2个质量体密度、内振子半径、弹性介质的弹性模量密切相关.研究发现,2个质量体密度差别越大、弹性介质弹性模量越高,带隙的宽度就越大.该机制在一定程度上削弱了基体与振子的紧密耦合关系,该结构具有较大的带隙变化范围,极大地增大了带隙的宽度,为宽频声子晶体结构的研究提供了新的思路.
关键词:
声子晶体
,
双局域共振
,
闭合边界
,
宽频带隙
张佳龙
,
姚宏
,
杜军
,
赵静波
,
董亚科
,
祁鹏山
人工晶体学报
针对发动机产生低频噪声引起驾驶员生理异常影响战机飞行品质的问题,提出一种薄膜型声学超材料板结构模型进行减振降噪.采用模态分析法对薄膜声学材料的基本特性进行分析,并结合有限元对平板结构模型隔声机理、隔声量影响因素进行了研究.结果显示:隔声量是弹性波与薄膜相互作用声能量衰减的结果,弹性波衰减速度直接影响隔声性能.结果表明:通过改变结构参数,则第一隔声峰处的隔声量增大,第一波谷的频率变化很小,同时薄膜的第一隔声峰向低频移动.
关键词:
声学超材料
,
隔声机理
,
隔声量
祁鹏山
,
杜军
,
姜久龙
,
董亚科
,
张佳龙
人工晶体学报
提出了一种局域共振声子晶体基本模型,将其散射体离散化,研究了二者的能带结构及隔声曲线.采用有限元法结合超原胞技术,将离散模型引入基本模型组成的超原胞中,研究了多种形式的线缺陷对能带结构及隔声曲线的影响.结果表明,离散模型比基本模型具有更宽的带隙,同时隔声效果更好;通过引入线缺陷,可以在能带结构中产生缺陷带,声波被局域在缺陷处只能沿缺陷传播,缺陷带的数量及位置受到线缺陷形式的影响;同时,线缺陷形式影响隔声效果,横向和纵向复合线缺陷隔声效果最好.研究结果可以为声子晶体的实际工程应用提供一定的理论参考.
关键词:
声子晶体
,
局域共振
,
离散化
,
线缺陷
祁鹏山
,
杜军
,
姜久龙
,
董亚科
,
张佳龙
人工晶体学报
本文提出了一种新型四角连接局域共振声子晶体结构,并结合有限元方法对该结构的能带及其产生机理进行了分析.与全连接结构相比,该结构在200 Hz以下的低频范围内打开了超过41.7％的带隙,而且降低了结构质量.将该结构等效为“弹簧+质量块”模型,并推导出带隙估算公式.结果表明,采用comsol计算得到的带隙与估算得到的带隙具有较好的一致性.同时研究了结构参数对带隙的影响,通过选择适当的结构参数,可以实现对带隙频率的调控.研究结果为声子晶体结构的工程实际应用提供了有益的支撑.
关键词:
局域共振
,
声子晶体
,
低频带隙
,
有限元法
