一維聲子晶體帶隙結(jié)構(gòu)的理論研究.pdf

1、聲子晶體是當(dāng)下科學(xué)界炙手可熱的研究內(nèi)容。其是由上世紀(jì)九十年代類比光子晶體的概念而衍生出的聲學(xué)功能材料。研究人員發(fā)現(xiàn)彈性波在聲子晶體內(nèi)傳播時，由于晶體內(nèi)部特殊的周期結(jié)構(gòu)，會形成特殊的色散關(guān)系，而構(gòu)成彈性波帶隙。彈性波在帶隙范圍內(nèi)不能被傳播，當(dāng)聲子晶體存在缺陷時，彈性波會被局域在缺陷處或沿缺陷傳播。此外聲子晶體還具有負(fù)折射，聲吸收，定向傳輸和聲聚焦的特性。這些性質(zhì)引起了國內(nèi)外科學(xué)家的興趣，聲子晶體也成為了科學(xué)界炙手可熱的話題。
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2、文以能帶理論和彈性動力學(xué)理論為基礎(chǔ)，從連續(xù)狀態(tài)參數(shù)的基本方程出發(fā)，結(jié)合邊界條件，推導(dǎo)出了一維周期性層狀聲子晶體的傳輸矩陣，并根據(jù)傳輸矩陣?yán)碚撏茖?dǎo)出了透射率的公式，分析了影響透射率的因子。設(shè)計了一種由鋁和環(huán)氧樹脂兩種介質(zhì)材料構(gòu)成的二組元一維聲子晶體。在介觀壓阻效應(yīng)的思想啟發(fā)下，引入壓變量對聲子晶體進行研究。用傳遞矩陣法研究了在應(yīng)力作用下的透射譜特性。通過分析透射譜線的變化發(fā)現(xiàn)了一個新的現(xiàn)象：在壓變量的影響下，聲波帶隙能可控的出現(xiàn)和消失及平

3、移，特別是會隨著壓變量的變化而出現(xiàn)通帶的反轉(zhuǎn)，成為帶隙。為與體材料中的聲彈性效應(yīng)區(qū)別，參照介觀壓阻和介觀壓光效應(yīng)的提法，傳承和維持導(dǎo)師以及同門相關(guān)研究的系統(tǒng)性，引申到聲子晶體的這種力聲耦合現(xiàn)象為介觀壓聲效應(yīng)。為了確定這種現(xiàn)象是由應(yīng)力引起的，特別研究了在壓變量恒定條件下該結(jié)構(gòu)聲子晶體的透射譜線與周期數(shù)的關(guān)系。設(shè)計了一種由鋁和塑料為組元材料而構(gòu)成的ABBA結(jié)構(gòu)的一維異質(zhì)周期鏡像聲子晶體。引入溫度參量對其進行研究，用傳遞矩陣法推算了溫度參量的