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本文从理论、仿真和实验三个方面开展了一维、二维声子晶体禁带特性的研究,同时,在超声焊接、汽轮机降噪仿真等声学相关应用领域开展了相应研究。1、开展了一维声子晶体禁带特性的研究。理论方面,分别用平面波展开法和时域有限差分法对铝/环氧树脂结构和铝/有机玻璃结构进行了禁带计算,两者的结果吻合很好:对于铝/环氧树脂结构,在0 ~ 30 kHz范围内有两个带隙,其频率范围分别为5 kHz ~ 12 kHz和15 kHz ~ 24 kHz;对于铝/有机玻璃结构,在0 ~ 30 kHz范围内有三个带隙,其频率范围分别为3 kHz ~ 9 kHz、10 kHz ~ 17 kHz和19 kHz ~ 26 kHz。同时,从理论上分析了几何参数、材料弹性参数等因素对禁带特性的影响。仿真方面,用有限元分析软件MSC. PATRAN / NASTRAN对上述两种结构进行了频率响应仿真,结果表明,禁带位置均与理论符合很好。实验方面,开展了铝/环氧树脂一维杆状结构禁带特性研究的实验,实验结果显示,在3 kHz ~ 4 kHz、5 kHz ~ 12 kHz、17 kHz ~ 20 kHz三个频段上,声信号有明显的衰减,与理论和仿真结果部分相符。2、开展了二维声子晶体禁带特性的研究。理论方面,用平面波展开法对铅/硅橡胶组成的二维声子晶体进行了禁带计算,在0 ~ 1 kHz范围内,XY模式的第一带隙对应的频率范围为380 Hz ~ 500 Hz,Z模式的前两个带隙对应的频段分别为100 Hz ~ 300 Hz和310 Hz ~ 480 Hz。仿真方面,对上述结构进行了频率响应仿真,结果表明,XY模式和Z模式在0 Hz ~ 220 Hz的频段内均存在较明显的衰减,且Z模式的最大衰减可达100 dB。3、在声学相关应用领域进行了研究。在超声焊接技术方面,采用耐高温的压电材料换能器将超声波发射到焊锡溶液中,降低焊锡溶液的表面张力,使焊锡溶液在被焊接物表面顺利扩展、流动、浸润,大大降低了导线焊锡的失效率。在汽轮机降噪方面,运用振动-流体模型分析软件LMS SYSNOISE对汽轮机管道降噪结构进行了仿真,结果显示,该隔音结构能够满足管道外部的噪声在1 m处不超过65 dBA。