2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、為了應(yīng)對市面上層不出窮的銷售假汽油案件,獲取一種快速有效的檢測手段勢在必行,由于不同溶液的混合會導(dǎo)致聲速的變化,通過檢測聲速即可知道汽油的真?zhèn)?。本文以聲子晶體這種新型功能超材料為載體,設(shè)計了一種對于聲速變化敏感的傳感器,可以用于液體濃度檢測,在聲子晶體樣本的空腔中注入被測溶液,測量傳輸特性峰值的位置變化,即可得到溶液的濃度。本文的主要研究內(nèi)容分為三部分。
  根據(jù)聲子晶體的基礎(chǔ)理論推導(dǎo)了平面波展開法的計算過程,并用 matlab編

2、程實現(xiàn)了理想聲子晶體帶隙的計算。利用有限元仿真軟件計算了聲子晶體的缺陷態(tài)、傳輸特性以及瞬態(tài)響應(yīng)等,通過仿真說明了聲子晶體缺陷態(tài)色散曲線對傳輸函數(shù)的貢獻。
  聲子晶體組元材料的聲學(xué)參數(shù)發(fā)生變化時,其能帶結(jié)構(gòu)會發(fā)生相應(yīng)的改變,在材料參數(shù)變化較小時,可以將帶隙內(nèi)部缺陷態(tài)色散曲線的變化看做是一種頻移。根據(jù)這一性質(zhì)設(shè)計了對聲速變化敏感的聲子晶體液體傳感器原型。采用乙醇/水溶液對上述傳感器進行性能測試,結(jié)果顯示其靈敏度較低,濃度靈敏度約為9

3、0-190Hz/1%。
  對傳感器的幾何參數(shù)進行優(yōu)化。研究了改變聲子晶體波導(dǎo)的核心寬度對帶隙內(nèi)部色散曲線頻移的影響,使得第一帶隙的靈敏度有所提高。研究了在波導(dǎo)中心添加散射孔、優(yōu)化其幾何尺寸并同時改變波導(dǎo)核心寬度的優(yōu)化方法,在此情況下獲得了315~462Hz/1%的濃度靈敏度,使波導(dǎo)態(tài)的帶寬頻率范圍變得更窄,并且在較低濃度時良好的線性。在此基礎(chǔ)上調(diào)整波導(dǎo)內(nèi)部中央散射孔的位置,使得波導(dǎo)態(tài)色散曲線變得更加平坦,第一帶隙波導(dǎo)態(tài)色散曲線的

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