聲子晶體及復(fù)合材料透射性質(zhì)時(shí)域有限差分研究.pdf

1、近年來，人們對(duì)周期復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的彈性波進(jìn)行了深入研究，聲子晶體是一種新型的聲學(xué)材料被廣泛的研究。聲子晶體(Phononic Crystals)是利用能帶理論研究彈性波在人工周期結(jié)構(gòu)中的性質(zhì)并類比光子晶體（Photonic Crystals）提出的新概念。聲子晶體是一種具有聲學(xué)新型功能的材料，具有的最本質(zhì)的特征是它的聲子帶隙，這一特性使它具有非常廣泛的工程方面的應(yīng)用。按照散射體不同的周期排列形式，聲子晶體可分為一維的，二維的和三維的聲子

2、晶體。按照聲子晶體中彈性波帶隙的形成的物理原理及內(nèi)涵進(jìn)行分類，分為兩類:布拉格散射型和局域共振型帶隙。盡管兩種帶隙的機(jī)理不同，但是卻有內(nèi)在統(tǒng)一性。
　　聲子晶體的帶隙不僅從實(shí)驗(yàn)上可以對(duì)聲子晶體的各項(xiàng)物理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證，而且通過商業(yè)軟件也能很好進(jìn)行模型的仿真。現(xiàn)在借助于理論數(shù)值算法來模擬分析聲子晶體的各種物理特性也很廣泛。其中常用的數(shù)值算法主要有傳輸矩陣法(TransferMatrices Method，TMM)，平面波展開法（P

3、lane Wave Expansion， PWE）以及有限元法(Finite Element Method，F(xiàn)EM)等。本文主要介紹了時(shí)域有限差分法(FDTD)，該方法主要是進(jìn)行差分近似，作為一種快速有效的算法，現(xiàn)在也被應(yīng)用于聲子晶體的研究及分析中。
　　本文基于時(shí)域有限差分法，計(jì)算了一維周期結(jié)構(gòu)聲子晶體的相關(guān)性質(zhì)，為聲子晶體的研究提供了一種簡便的方法，以一維聲子晶體為研究對(duì)象，從聲子晶體的填充率、聲子晶體的晶格常數(shù)、不同散射體三