弹性波在二维声子晶体中传播特性的研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liostone
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
声子晶体属弹性波复合材料的范畴,是把一种或几种弹性材料周期地排列在另一种弹性材料中,形成的一种人工复合材料。近年来,对这种经典波复合材料的研究已成为热点。类似于对光子晶体的研究,这不仅是由于有望利用这种人工复合材料做一些隔声、滤波、导波材料,对此研究也包含着许多丰富的物理内涵,比如可以更好地理解和再现经典波在复合材料中的Anderson局域现象。   本文主要研究二维声子晶体的带结构并改进了带结构的计算方法,同时也对二维声子晶体中的有效弹性常数、缺陷模的激发等性质进行了深入的研究。我们之所以选取二维声子晶体作为研究对象,是因为其在实际中容易制造和在数值计算中的相对简单性,同时对此研究也不失弹性波在声子晶体中传播的一般性。   由于平面波展开法在计算声子晶体带结构、场分布等时存在收敛的问题,如对弹性阻抗不匹配相差很大的系统其收敛性很慢,对固体/流体系统不能适用。为解决这个问题,我们以二维声子晶体为例,提出了一个被称之为倒逆傅立叶变换的平面波展开法,解决了平面波展开法收敛性慢的问题;又提出了一个改进的有限差分时域法,解决了平面波法不能适用于固体/流体系统计算的缺点,同时该改进方法克服了传统的有限差分时域法在计算时的耗时困难。   结合本征模匹配理论和有效媒质理论,我们研究了二类二维声子晶体(固/固、液/液系统)的反射性质和低频极限下的有效弹性常数,得到了满意的计算结果,它表明了此方案是理论上对二维声子晶体有效弹性常数研究的一种有效途径。   最后,我们引进超元胞近似的思想,从液/液体系统中压强所满足的波动方程出发,推广本征模匹配理论法从理想声子晶体到含缺陷体的声子晶体系统,我们的处理方法物理图像清晰,计算速度快捷。可计算含缺陷系统的透射系数、场分布等物理量。利用此方法,我们研究了二维声子晶体中缺陷模的被激发、在有限厚度声子晶体中的空间分布及其对透射谱的影响等问题。
其他文献
文章主要包括以下四个部分:文献综述、有机无机杂化膜的制备研究、有机无机杂化传感膜的研制及传感膜在有机磷传感器中的应用。 该文第一章综述了近年来膜在传感器中的应用
MoS2和MoC在光电和催化领域具有重要的应用,新型合成工艺会带来独特的结构和奇特的性能。苯问利用金属钼靶在激光作用下得到了MoS2无机富勒烯结构和MoC纳米颗粒。主要研究成
在科学技术不断进步的时代背景下,虽然我国中波广播发射技术和设备有了较大的发展,但是也对其自身带来了不小的冲击.基于互联网时代下,为了促使广播发射台数字中波广播发射机
引言rn在20世纪初的快速城镇化进程中,城乡矛盾突出:乡村资源被掠夺,自然和人文景观遭破坏,社会经济难以可持续发展.而绿化隔离带(green belts)逐渐成为开展空间增长管理、抵
期刊
本文介绍了加州鲈池塘苗种培育和网箱成鱼健康养殖的试验技术,通过苗种培育、成鱼按期分筛、分级网箱养殖等形成一套完整、稳定的养殖技术模式,产生了较高的经济效益和社会效
随着新课改的实施与推进,打造以学生为主体,教师为主导的新型教学课堂已成为当下教学课堂的“主流”.体育教师也要随着时代的发展与时俱进,及时更新自己的教学观念,在体育教
本文采用传统的铸锭冶金法制备四种不同成分的Al-4Cu(-Sc)合金,借助硬度测试、金相显微组织观察、X射线衍射分析、扫描电镜观察、透射电镜观察及能谱分析等各种测试分析手段,研
随着当前信息时代的不断发展与完善,在小学课堂教育教学的过程中,信息技术的比例逐渐提升,教师应进行有效的数学知识内容教学.信息技术在小学课堂教育教学过程中的有效应用,
纳米金属粉末具有一系列新异的物理、化学特性,在国防、电子、化工、冶金、航空航天、医学和生物等领域中具有重要的应用价值。针对近年来兴起研究的水溶液体系电解/超声波制
随着水源污染的加剧和水质标准的提高,针对常规处理工艺的不足,采用臭氧的饮用水深度处理工艺及工艺组合优化的研究和应用日益得到重视。虽然臭氧技术应用于饮用水处理能够有效
学位