含共振单元的二维多孔声子晶体带隙特性研究

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声子晶体因具有带隙特性而在减震降噪方面有潜在的应用,近年来吸引了诸多关注。基于声带隙的产生机理可知,局域共振带隙比布拉格散射带隙频率更低,且局域共振机理突破了对结构周期性的要求限制,更有利于声子晶体在实际中的应用。本文即是基于局域共振机理,设计了一种含共振单元的二维多孔声子晶体。并利用有限元方法,研究了该体系的带隙特征,主要工作如下:1.计算了该体系的能带结构、响应谱及能带上特殊点的振动模态,结果表明:单元的局域共振是引起带隙产生的原因。2.研究了结构的几何参数对能带结构的影响,分析了带隙边界随单元几何参数的变化,讨论了使带隙宽度最大、中心频率最低的几何参数取值。3.通过研究带隙边界点的振动模态,提出了等效弹簧-质量模型和弹簧-钟摆模型,并给出了带隙边界的近似公式。
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