聲子晶體帶結(jié)構(gòu)和透射性質(zhì)的研究.pdf

1、聲波或彈性波在彈性常數(shù)周期性排列的復合媒質(zhì)中的傳播行為近年來引起了人們廣泛的興趣。在這種材料中，由于聲帶隙的存在，使得其中的聲波或彈性波傳播行為表現(xiàn)出一些特殊的性質(zhì)。本論文從頻帶結(jié)構(gòu)及其透射性質(zhì)兩個方面出發(fā)對二維聲子晶體的聲性質(zhì)進行了研究?！　?1)采用平面波方法計算了由彈性各向異性鉛圓柱體按正方排列植入各向同性高分子材料構(gòu)成的二維聲子晶體聲頻帶結(jié)構(gòu)，數(shù)值結(jié)果表明這種結(jié)構(gòu)的聲帶隙寬度會隨鉛圓柱體繞z軸的旋轉(zhuǎn)而改變；進一步的計算給出了帶

2、隙寬度隨系統(tǒng)的填充率及鉛柱體繞z軸的旋轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。　　(2)從壓電效應(yīng)與聲波的耦合波出發(fā)，給出了包含壓電材料的二維聲子晶體帶結(jié)構(gòu)計算方法，并以壓電陶瓷—高分子材料構(gòu)成的系統(tǒng)為例計算了這種系統(tǒng)的頻帶結(jié)構(gòu)，通過對計入及忽略壓電效應(yīng)時帶結(jié)構(gòu)的比較表明，在大填充率下這種結(jié)構(gòu)的絕對帶隙寬度在存在壓電效應(yīng)時會增寬，但在小填充率下壓電效應(yīng)對帶結(jié)構(gòu)的影響可以忽略不計。　　(3)給出了一種新的計算聲子晶體透射系數(shù)的方法，并以二維固體—固體系統(tǒng)為例

3、，計算了聲子晶體的透射系數(shù)譜，其結(jié)果能與帶結(jié)構(gòu)很好地吻合。通過對二維鉛—環(huán)氧樹脂系統(tǒng)透射譜的分析，探討了聲子晶體透射譜的性質(zhì)，得出了聲子晶體的聲性質(zhì)可以用有效彈性常數(shù)描述的結(jié)論。　　(4)從透射譜出發(fā)計算了二維鉛圓柱體按正方排列平行植入環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的系統(tǒng)沿第一布里淵區(qū)兩高對稱方向的有效聲速，其計算結(jié)果與由帶結(jié)構(gòu)直接計算得出的結(jié)果一致；給出了對應(yīng)最低兩條帶的有效聲速隨頻率的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在第一帶隙以下，聲子晶體的有效聲速會隨頻率的增大