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兰姆波在一维反对称声子晶体板中的传播特性

蔡琛  
【摘要】:近十年来,兰姆波声子晶体的拓扑结构与能带结构之间的关系引起了许多科研工作者的广泛兴趣。与表面波声子晶体不同的是,兰姆波声子晶体能够将弹性波的能量完全局域在板的上下两个自由边界之间,因此降低了声能量在传递过程中的损耗。 本文采用超晶格平面波展开法数值计算和研究了一维周期性反对称结构板中声禁带特性。数值结果显示当板结构呈现反对称性质时,能带在第一布里渊边界处成对钉扎,声禁带仅仅出现在某些特定频段上。为了揭示钉扎现象和反对称结构之间的联系,采用模态分析法对不同结构板的位移场进行计算,并采用谐频响应法分析计算不同板对应的透射谱图,验证了声能带图数值计算的准确性。声能带结构图中的禁带无论是在位置还是宽度都与透射谱图一致。研究结果表明,钉扎效应对结构的反对称性极为敏感。通过破坏反对称结构,会产生更多的声禁带以及极窄的声通带,这个现象可望应用于带隙工程。


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