收藏本站
《中国人民解放军国防科学技术大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二维声子晶体的带隙研究

齐共金  
【摘要】: 本文利用平面波展开法从理想弹性介质的弹性波波动方程出发,结合固体理论中晶格周期函数的傅里叶展开和布洛赫定理,推导出二维声子晶体的特征方程。然后经过计算机编程,求解特征方程的特征值,得到了若干周期性复合体系的能带结构。 通过研究有机玻璃/橡胶等固态体系和氯仿/四氯化碳等液态体系的能带结构,验证了材料声学参数的高衬比是产生声子带隙的必要条件。一般地,材料参数衬比小的体系没有带隙,衬比越大越有利于产生带隙。对于固态声子晶体,高密度填充物和低密度基体的复合体系(如镍/铝体系)有利于产生宽带隙;而在液态声子晶体中,低密度填充物和高密度基体的复合体系(如四氯化碳/水银体系)有利于产生宽带隙。 研究了晶格点阵结构和填充物单元形状对声子带隙的影响规律。当声子晶体的组分材料一定时,正三角形点阵结构的带隙宽于正方点阵和六方点阵,而圆柱体填充物体系比正棱柱填充物(截面为正方形或正方形45°旋转)体系产生的带隙更宽。对圆柱体填充物以正三角形点阵排列(晶格点阵常数α=4cm)的四氯化碳/水银体系,当填充分数f=0.2089时有最宽带隙ΔΩ_(max)=0.6571,此时带隙宽度和中值带隙的比值ΔΩ(?)=1.0331,对应的带隙频率ω=47.4~156.8kHz。 讨论了带隙宽度ΔΩ随填充物填充分数f的变化规律。对低密度填充物和高密度基体组成的液态声子晶体(如四氯化碳/水银体系),随着f的增大,ΔΩ先增大后减小;而对高密度填充物和低密度基体组成的液态声子晶体(如水银/四氯化碳体系),ΔΩ随f单调递增,直至一定填充分数时有最宽带隙。 总结了点阵常数α对带隙频率ω的影响规律。当声子晶体的组成、点阵结构及填充分数一定时,有ωα=2πC_0Ω=k(k为常数),其中Ω为标准化频率,(固态体系),或(液态体系)。 根据大量能带结构图,得到填充分数对带隙的影响规律。当填充分数很小时没有带隙,随着填充分数增大,能带逐渐分裂出现不完全带隙,当能带继续分裂时不完全带隙增多并 国防科学技术大学研究生院学位论文 出现交叠,即产生完全带隙。 用841个平面波替代441个平面波求解特征方程的特征值,发现直到第8个波段误差 仅为0.15%,说明用441个平面波计算二维声子晶体的能带结构具有很好的收敛性能和计 算精度。
【学位授予单位】:中国人民解放军国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:O73

知网文化
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 闫志忠;基于小波理论的二维声子晶体带隙结构分析[D];北京交通大学;2007年
2 陈阿丽;随机失谐和准周期声子晶体中弹性波传播特性研究[D];北京交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 马辉;周期管阵列中声波带隙的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
2 周梦平;声子晶体理论在建筑隔声板材中的应用性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭业才;均匀脉动柱面声源阵高频辐射远声场特性的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
2 杨春龙;亢淑梅;李成威;刘守杰;;变幅杆式超声波声场分布测量[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
3 冷护基,潘紫微,王启平;液态沥青料位传感器的研究[J];兵工自动化;2002年03期
4 徐春广,王信义;液体声发射传感器波动特性理论研究[J];兵工学报;1998年03期
5 蔡宗义;赵俊渭;李家武;郭艳;许学忠;唐玉志;董永峰;;基于质点振速测量的低空目标定向算法研究[J];兵工学报;2007年02期
6 吴宁,张同庄,丁洪生,刘惠林;超音波马达用阶梯形变幅杆的研究[J];北京理工大学学报;1994年02期
7 徐春广,王信义,杨大勇,袁洪芳;磨削过程声发射信号传播特性研究[J];北京理工大学学报;1998年04期
8 刘志存;混凝土路面厚度的超声波无损检测研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2003年02期
9 张永清,任家烈,赵彭生;化学镀镍层与Si_3N_4陶瓷的界面反应[J];中国表面工程;2004年02期
10 傅敏,蒋永生,周莉,王星敏,马跃;超声合成二苯基羟乙酮的研究[J];包装工程;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张明敏;卢建斌;席泽敏;;波动声场中的远场条件[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 靳建嘉;陈洪娟;王文芝;张虎;;基于亥姆霍兹积分法的低频换能器校准方法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 周益明;王佳麟;翁汝莲;;一种利用宽带扫频测量透声窗最佳厚度的方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 李东升;俞孟萨;;夹芯透声窗的透声特性研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
5 王斌;陈明;范军;;Kirchhoff近似预报辐射声场的低频适用性[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
6 陈建平;何元安;黄爱根;;消声瓦材料粘弹性特性的数学模型表征研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
7 刘宁;王三德;尹文茂;;潜艇上方近场水下辐射噪声的双峰特性研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
8 缪旭弘;罗斌;徐振宇;姚熊亮;;敷设去耦材料的双壳结构水下振动声辐射试验初步分析[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
9 杨雪;王源升;余红伟;;高分子材料声隐身性能研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
10 王绪文;张用兵;孙英富;林新志;郭万涛;;水下隔声去耦覆盖层的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨丹;压电复合结构主动吸声理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
7 江凤仙;3d过渡金属掺杂In_2O_3稀磁半导体材料的制备与研究[D];太原理工大学;2011年
8 蒋冰莉;MOEMS声传感技术及低频声传播特性研究[D];华中科技大学;2011年
9 李立;铁硒超导体的磁性和超导电性研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 田红;超声波在城市剩余活性污泥中的传输特性的模拟及实验研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭学者;水下低频隔声特性理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李婷;浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘肖宇;基于CCD的光学水下声源探测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 何旭东;水声材料反射系数自由场宽带测试技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 白云;噪声测量中矢量水听器被动合成孔径声纳方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 管宇;一种低频三维MEMS矢量水听器的研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李海霞;有限障板对矢量水听器测向的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 陶新洲;基于三迭片式加速度计的二维矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 何勤;有限障板下矢量水听器性能的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闵乐泉,刘钦圣,吴玉珍;具12次对称格点阵的衍射图[J];北京科技大学学报;1991年02期
2 余音,朱航彬,夏利娟,R.AJIT SHENOI;用Morlet小波变换研究舰船横摇垂荡耦合特性[J];船舶力学;2005年05期
3 张利明,董闯;准晶材料性能及应用研究现状[J];材料导报;2000年01期
4 刘新宝,宋广生,张振忠,杨根仓;块体单准晶材料制备的进展及展望[J];材料导报;2000年10期
5 赵宏刚,韩小云,温激鸿,王刚;新型声学功能材料——声子晶体[J];材料科学与工程学报;2003年01期
6 赵宏刚,韩小云,温激鸿,王刚;空气中周期管阵列的声波禁带研究[J];材料科学与工程学报;2004年01期
7 钱斯文,杨盛良,赵恂;新型光学/声学带隙材料研究进展[J];材料科学与工程学报;2004年03期
8 侯俊峰;应用声波除灰技术清除锅炉受热面积灰和结渣[J];电力建设;1999年09期
9 任震,黄雯莹,何建军,石志强,杨桦,杨浩;小波分析及其在电力系统中的应用(一)概论[J];电力系统自动化;1997年01期
10 杨兵,张小飞,丁辉,罗为民;基于知识库的锅炉“四管”爆漏预报专家系统[J];动力工程;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 姜根山;锅炉管道泄漏声行为特性研究[D];华北电力大学(河北);2006年
2 闫志忠;基于小波理论的二维声子晶体带隙结构分析[D];北京交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡琛;声波除灰技术的研究[D];华北电力大学;2001年
2 张荣英;二维声子晶体带隙结构的实验研究[D];华北电力大学(河北);2006年
3 刘志明;声子晶体带隙特性研究[D];国防科学技术大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 庞玉;方圆侃;刘金喜;;一维磁电弹准周期结构带隙特性的研究[J];固体力学学报;2012年02期
2 魏瑞菊;吴斌;张晓平;赵寰宇;何存富;;基于椭圆散射体的二维三角晶格声子晶体带隙[J];北京工业大学学报;2012年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 甄妮;李凤莲;汪越胜;张传增;;基于Dirichlet-Neumann映射计算三角晶格二维声子晶体的能带结构[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 甄妮;汪越胜;;基于Dirichlet-Neumann映射的声子晶体带结构计算方法[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
2 李建宝;声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D];北京交通大学;2011年
3 周晓舟;影响声子晶体带隙的材料参数研究[D];北京交通大学;2011年
4 魏瑞菊;基于对称性的二维声子晶体带隙特性研究[D];北京工业大学;2011年
5 陈阿丽;随机失谐和准周期声子晶体中弹性波传播特性研究[D];北京交通大学;2008年
6 李凤莲;计算二维声子晶体带隙及响应谱的边界积分方程法研究[D];北京交通大学;2011年
7 许振龙;基于二维声子晶体波分离理论的周期结构振动带隙特性研究[D];广东工业大学;2013年
8 刘军;高Q声子晶体声波传感机理及实验研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 马天雪;材料参数对三维固体声子晶体带隙的影响[D];北京交通大学;2011年
2 杨旭;一维准周期结构声子晶体的透射性质[D];内蒙古师范大学;2010年
3 王大鹏;声带隙材料的等效介质模型及模态能带间的关联[D];北京交通大学;2010年
4 沈耀辉;二维三组元局域共振型声子晶体稳态响应研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 柯佼;含共振单元的二维多孔声子晶体带隙特性研究[D];北京交通大学;2012年
6 梁同利;二维准周期声子晶体带隙特性研究[D];北京交通大学;2013年
7 陈慧珉;声子晶体的结构设计及波动力学特性研究[D];太原科技大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王刚,赵宏刚,温激鸿,韩小云;二维周期钢管阵列带隙特性计算中的时域有限差分算法[J];国防科技大学学报;2004年04期
2 颜琳,赵鹤平,王小云,彭秀艳;二维正方点阵固态声子晶体带隙研究[J];吉首大学学报(自然科学版);2005年01期
3 赵宏刚,韩小云,温激鸿,王刚;空气中周期管阵列的声波禁带研究[J];材料科学与工程学报;2004年01期
4 齐共金,杨盛良,赵恂;新型功能材料——声子晶体[J];物理;2002年09期
5 齐共金,杨盛良,白书欣,赵恂;二维正方点阵液态声子晶体的带隙计算[J];国防科技大学学报;2003年01期
6 温激鸿,王刚,刘耀宗,郁殿龙;基于集中质量法的一维声子晶体弹性波带隙计算[J];物理学报;2004年10期
7 陆延青,朱永元,陈延峰,祝世宁,闵乃本,冯一军;离子型声子晶体中的长波光学性质[J];材料研究学报;2001年01期
8 黄小益,雷大军,曾晓华;弹性波在声子晶体中的带结构[J];郴州师范高等专科学校学报;2003年05期
9 齐共金,杨盛良,白书欣,赵恂;基于平面波算法的二维声子晶体带结构的研究[J];物理学报;2003年03期
10 邱学云;;声子晶体应用基础研究概述[J];文山学院学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘晓峰;汪越胜;;夹层声子晶体板的带结构研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 甄妮;汪越胜;;基于Dirichlet-Neumann映射的声子晶体带结构计算方法[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
3 阚威威;程建春;;二维声子晶体中的非传播局域化波[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
4 李勇;邹欣晔;程建春;;局域共振型表面波声子晶体能带结构的研究[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
5 陈阿丽;汪越胜;;声波在一维固-液型随机失谐声子晶体中的传播[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
6 马天雪;苏晓星;王艳锋;汪越胜;;泊松比对三维固/固声子晶体带隙的影响[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
7 徐涛;祝雪丰;程建春;;一维反对称结构兰姆波型声子晶体能带结构的研究[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
8 许卫锴;王伟;;考虑阻尼的一维声子晶体带隙特性分析及等效参数预测[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
9 王艳锋;汪越胜;;含十字型孔的二维声子晶体板声波带隙结构的研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
10 冯荣欣;刘凯欣;;预应力对声子晶体禁带的调控作用的实验研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 本报评论员;孕育中国科学的未来[N];科技日报;2002年
2 记者 王夕;胡新华:共振让海浪发出更多的电[N];北京科技报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓科;声子晶体及声超常材料的特性调控与功能设计[D];武汉大学;2010年
2 蔡力;声子晶体弹性波传播特性研究[D];国防科学技术大学;2008年
3 李建宝;声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D];北京交通大学;2011年
4 赵寰宇;二维阿基米德格子声子晶体特性研究[D];北京工业大学;2011年
5 刘军;高Q声子晶体声波传感机理及实验研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
6 付志强;一维/准一维变截面声子晶体的研究及在功率超声中的应用[D];陕西师范大学;2013年
7 魏瑞菊;基于对称性的二维声子晶体带隙特性研究[D];北京工业大学;2011年
8 李凤莲;计算二维声子晶体带隙及响应谱的边界积分方程法研究[D];北京交通大学;2011年
9 宿星亮;关于声子晶体与高温超导体若干层状特性的理论研究[D];兰州大学;2013年
10 甄妮;考虑表/界面效应的二维声子晶体能带结构计算与分析[D];北京交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯昆;二维三组元声子晶体低频稳态响应探究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 申风富;声子晶体中的定向辐射[D];吉首大学;2012年
3 李硕;声子晶体在减振降噪中的应用基础研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 高斌;流固耦合声子晶体减振隔震及导波性能的数值分析与实验研究[D];北京交通大学;2010年
5 刘绍娥;声子晶体平板透镜成像特性研究[D];中南大学;2010年
6 李勇;声子晶体中的兰姆波和表面波[D];华南理工大学;2010年
7 张智勇;声子晶体的禁带特性及其在反声控制中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王琼;兰姆波在声子晶体中的传播特性研究[D];湖南大学;2010年
9 沈耀辉;二维三组元局域共振型声子晶体稳态响应研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 周小微;二维声子晶体低频弹性波传播有效速度研究[D];南京大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026