免费论文摘要：一维/准一维变截面声子晶体的接洽及在功率超声中的运用

声子晶体是由弹性介质周期散布构成的具备弹性波带隙的构造或功效资料。当弹性波（声波）在个中传递时，受里面周期性构造的效率，会爆发弹性波的带隙，带隙范畴内的弹性波将被遏止。声子晶体因其特殊的带隙、局域、声聚焦、负反射等个性，使其在减振隔振、噪声遏制、声功效器件等上面有着宏大的运用远景。在减振隔振降噪等运用范围中，小尺寸、广播段（几十赫兹以至几赫兹以至更低）器件的实行从来是个困难。正文前方局部重要接洽变截面声子晶体的带隙个性，接洽创造，比拟于等截面构造的声子晶体，变截面构造的声子晶体具备更宽的带宽、更低的带隙频次及带隙内更好的衰减本能。作品的反面局部则重要接洽变截面声子晶体的能带构造与功率超声中构造的谐振频次之间的联系，为功率超声中搀杂构造谐振频次的计划供给了一种新的思绪。正文重要的接洽实质及截止囊括：（1）引见了一维声子晶体能带计划的几种常用本领。与传输矩阵法比拟，领会了会合品质法的抑制性。（2）鉴于会合品质法的思维，将一维沙漏状圆圆锥形变截面声子晶体简化成无穷周期的绷簧振子构造，同声推导了纵波在个中传递时带隙构造计划的表白式。（3）贯串会合品质法和时域有限差分法，推导了纵波在准一维指数形变截面声子晶体中传递时的频次相应因变量。（4）截面半径对声子晶体带隙的感化。对于一维沙漏状变截面包车型的士声子晶体，截面半径出入越大，对带隙的感化也就越大，带隙的开始频次更低，截至频次更高，利于于带宽的减少和向广播段目标挪动。对于准一维变截面声子晶体，输入端半径的增大也会惹起带隙开始频次的贬低和截至频次的升高，利于带隙宽窄的减少和带隙向广播段目标挪动，反之，带宽将减小带隙向高频目标挪动。在两者的截面半径比沟通时，沙漏状构造不妨赢得更宽的带宽和更低的带隙频次。（5）截面半径对带隙内衰减本能的感化。有限元准时域有限差分法的领会截止表白，经过变换截面半径，正文所接洽的声子晶体能实行频次相应弧线在带隙内频响值的减小。比拟文中所接洽的两种构造，沙漏状的构造在带隙内有着更小的频响值，即衰减本能更好。对于等截面包车型的士声子晶体，普遍经过减少元胞的个数来普及带隙内的衰减本能。而正文提出了其余一种普及带隙内衰减本能的本领——变换截面半径比，这为声子晶体在本质运用时普及衰减本能供给了一种新的本领。（6）晶格常数对带隙的感化。晶格常数平等截面和变截面声子晶体带隙的感化基础沟通，晶格常数的减少利于于带隙向广播段目标挪动但带宽将减小。变截面构造带隙开始频次稍小，截至频次稍高，带宽更宽。（7）资料组份比对带隙的感化。准一维变截面构造与等截面构造的声子晶体跟着资料组份比的变换，带隙的变革基础沟通；而沙漏状的构造，资料组份比和带隙间的联系更为搀杂。等截面声子晶体中一种资料所占的比例逼近于0大概1时，带宽将趋近于零，而对于变截面声子晶体，带宽将趋于一个非零值。（8）资料参数对带隙的感化。恒定一种资料时，对另一种资料的密度（或杨氏模量）宏大于（或远小于）这种资料时举行计划，截止表白：对于等截面和变截面包车型的士声子晶体，资料参数对它们的感化沟通。（9）对于变截面包车型的士细棒，可将其看成是一种特出的变截面声子晶体，即该声子晶体中只含一种资料。经过比拟会合品质法计划获得的能带构造、有限元法获得的频响弧线融洽振频次方程获得的谐振频次三者间的联系，创造对于沙漏状的变截面杆，第单数条带隙的开始频次与晶胞自在边境前提时单数阶的谐振频次十分，而第双数条带隙的截至频次则与晶胞的双数阶谐振频次十分。等截面声子晶体和变截面声子晶体带隙个性间的分别可如许证明：开始，因为截面半径的变换，等效会合参数爆发了变革，等效会合参数的变换惹起了带隙频次的变革。其次，变截面包车型的士声子晶体也可看成是一种特出的多组元等截面声子晶体，其资料参数随场所爆发变革，而资料参数的变换必然会惹起带隙频次的变换。结果，声波在介质中传递时，体积速率是贯串的，截面半径的增上将惹起质点振荡速率的减小，振荡的位移也随之减小，所以对于准一维有限周期变截面包车型的士声子晶体，频次相应弧线将向下挪动，惹起带隙个性的变换。对于锯条状构造，因为晶胞端面处位移振幅不许满意周期性的边境前提，所以晶胞的谐振频次不在色散弧线上，带隙的开始频次或截至频次与构造的谐振频次间没有对应联系。结果，咱们蓄意文本的接洽无助于于声子晶体在减振隔振降噪的上面的运用及功率超声中搀杂构造的变幅杆及东西杆谐振频次计划中的运用。

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