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考虑材料参数的二维固/固声子晶体拓扑优化设计 预览
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作者 许卫锴 宁金英 +2 位作者 韩世超 余欣宇 祁武超 《沈阳航空航天大学学报》 2019年第5期10-15,共6页
基于混合变量的两阶段遗传算法,对声子晶体拓扑构型及影响二维固/固声子晶体的材料参数进行优化,得到了较宽的低频带隙。结果表明,散射体的材料密度和弹性模量对声子晶体的带隙特性均具有重要影响,但较高的弹性模量更易于产生较宽的低... 基于混合变量的两阶段遗传算法,对声子晶体拓扑构型及影响二维固/固声子晶体的材料参数进行优化,得到了较宽的低频带隙。结果表明,散射体的材料密度和弹性模量对声子晶体的带隙特性均具有重要影响,但较高的弹性模量更易于产生较宽的低频带隙;在散射体具有较高的弹性模量时,能够大幅增加声子晶体的相对带宽,在此基础上,密度的改变能够进一步发挥调制作用;散射体和基体的密度差值及弹性模量差值越大越易产生较宽的带隙,这为声子晶体的带隙调制和设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 声子晶体 拓扑优化 遗传算法 带隙特性 材料参数
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局域共振型周期双层板简化模型带隙特性研究 预览
2
作者 钱登辉 史治宇 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期884-891,912共9页
基于广泛研究的声子晶体单板结构,通过在板面之间周期贴附“弹簧质量块”共振单元,提出局域共振型声子晶体双层板简化模型。通过对传统平面波展开法加以改进,建立改进平面波展开法用于计算该模型能带结构。数值结果和分析表明,在低频段... 基于广泛研究的声子晶体单板结构,通过在板面之间周期贴附“弹簧质量块”共振单元,提出局域共振型声子晶体双层板简化模型。通过对传统平面波展开法加以改进,建立改进平面波展开法用于计算该模型能带结构。数值结果和分析表明,在低频段,能带结构可以打开一条完整的带隙。扭簧以及软材料的尺寸和黏性对带隙的影响比较明显,但转动惯量对带隙几乎无影响。该研究方法及结果可以为工程中减振降噪领域双层板甚至夹层板类声子晶体结构的研究提供理论参考。 展开更多
关键词 简化模型 声子晶体双层板结构 改进平面波展开法 带隙特性
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局域共振型声子晶体在轮边驱动客车上的应用研究初探 预览
3
作者 张博强 吴心平 +4 位作者 陈慧勇 魏凤春 朱丽峰 李振涛 李良 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期141-144,共4页
本工作基于轮边驱动客车车内噪声的实测频谱特性,采用可视化的局域共振模态分析了局域共振型声子晶体在低频减振降噪方面的可行性;并根据轮边驱动电动客车实际板类材料的结构特点,通过改变材料组分(散射体密度、包裹层的弹性模量)和结... 本工作基于轮边驱动客车车内噪声的实测频谱特性,采用可视化的局域共振模态分析了局域共振型声子晶体在低频减振降噪方面的可行性;并根据轮边驱动电动客车实际板类材料的结构特点,通过改变材料组分(散射体密度、包裹层的弹性模量)和结构组分(各组分之间的相互填充率)进行声子晶体的带隙定向调控,并得到了符合轮边驱动客车振动噪声特性的声子晶体板件材料结构。上述分析方法为二维局域共振型声子晶体在轮边驱动客车减振降噪上的应用研究提供了可行性参考。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙特性 轮边驱动 振动噪声 局域共振
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柴油机周期双层隔振系统振动特性
4
作者 郭子健 薛斌 +3 位作者 薛程 苏战发 王雪涛 夏兆旺 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第8期51-55,共5页
为提高船舶动力设备双层隔振系统的隔振效果,基于柴油机双层隔振系统,利用周期结构对弹性波的带隙特性,将双层隔振系统的筏体设计成周期结构。在ANSYS软件中对双层隔振系统进行谐响应计算,并对传统筏体双层隔振系统、直方柱周期筏体双... 为提高船舶动力设备双层隔振系统的隔振效果,基于柴油机双层隔振系统,利用周期结构对弹性波的带隙特性,将双层隔振系统的筏体设计成周期结构。在ANSYS软件中对双层隔振系统进行谐响应计算,并对传统筏体双层隔振系统、直方柱周期筏体双层隔振系统和斜方柱周期筏体双层隔振系统的隔振效果进行对比分析。结果表明,斜方柱周期筏体双层隔振系统在200 Hz~1 000 Hz内具有更好的隔振效果,在410.5 Hz和807 Hz处出现带宽分别为15.0 Hz和29.5 Hz的带隙。此外,采用缩减周期数的斜方柱周期筏体建立双层隔振试验系统,验证斜方柱周期结构的带隙特性。 展开更多
关键词 双层隔振系统 周期结构 有限元分析 斜方柱 带隙特性
贴附型局域共振声子晶体双层板的带隙特性 预览
5
作者 钱登辉 史治宇 吴静红 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期484-494,667共12页
针对板面之间周期性贴附柱状散射体的局域共振声子晶体双层板结构,采用有限元法计算了该结构能带结构、特征模态所对应的位移场以及相应有限周期双层板结构的传输曲线,对其展现出的带隙特性进行了研究。数值结果和分析表明,当激励点和... 针对板面之间周期性贴附柱状散射体的局域共振声子晶体双层板结构,采用有限元法计算了该结构能带结构、特征模态所对应的位移场以及相应有限周期双层板结构的传输曲线,对其展现出的带隙特性进行了研究。数值结果和分析表明,当激励点和响应点位于上下异侧板时,一条起始频率低并且带隙宽的完全带隙可以被打开。该带隙的打开可以认为是共振单元的振动模态和上下板的板振动模态相互耦合作用的结果。同时,由双板间空气声腔所带来的声振耦合效应对带隙的影响可以忽略不计。此外,双层板结构展现出许多相应单板结构共同的带隙特性,但其拥有单板所无法比拟的宽带隙特性。通过改变结构相关参数,可以实现对带隙的有效调节。 展开更多
关键词 带隙特性 声子晶体双层板结构 能带结构 位移场 传输曲线 声振耦合
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二维声子晶体带隙特性分析与应用研究 预览
6
作者 姜超君 向阳 +2 位作者 张波 郭宁 何鹏 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第4期6-11,共6页
声子晶体在减振方面拥有广泛应用前景,而带隙分析是将其付诸应用的首要前提。先利用有限元法研究结构与材料参数对带隙的影响,接着基于带隙特性分析的结果,根据实验所得的典型船用离心泵机脚的振动特性,设计以硅橡胶为基体、铅为散射体... 声子晶体在减振方面拥有广泛应用前景,而带隙分析是将其付诸应用的首要前提。先利用有限元法研究结构与材料参数对带隙的影响,接着基于带隙特性分析的结果,根据实验所得的典型船用离心泵机脚的振动特性,设计以硅橡胶为基体、铅为散射体的声子晶体薄板。将声子晶体引入舱段减振设计中并进行相应的数值响应验证,结果表明:将所设计的声子晶体薄板插入舱段的内底板,在带隙作用范围内可有效阻抑振动传递,并降低舱段外壳的振动响应。 展开更多
关键词 声学 声子晶体 带隙特性 离心泵 减振降噪
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二维非凸孔型单相声子晶体带隙研究 预览
7
作者 许卫锴 张蒙 宁金英 《沈阳航空航天大学学报》 2018年第1期9-15,共7页
基于有限元方法,对一种新型的二维含非凸型孔声子晶体的带隙特性进行研究,并讨论了结构几何参数对带隙性质的影响。结果表明,结构几何参数对系统的带隙特性具有显著的影响,而合理确定几何参数可使该新型声子晶体在低频范围内打开相... 基于有限元方法,对一种新型的二维含非凸型孔声子晶体的带隙特性进行研究,并讨论了结构几何参数对带隙性质的影响。结果表明,结构几何参数对系统的带隙特性具有显著的影响,而合理确定几何参数可使该新型声子晶体在低频范围内打开相对较宽的完全带隙。这为声子晶体的带隙设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙特性 局域共振 能带结构
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基于带隙特性的周期性排桩隔振性能研究 预览
8
作者 张冰 刘艳青 +1 位作者 张胜龙 王文斌 《铁道建筑》 北大核心 2018年第5期148-151,共4页
采用有限元法计算二维声子晶体的带隙特性,并研究基体为粉质黏土、散射体为混凝土时正方格子二维声子晶体的XY模式的带隙变化规律。通过现场测试得到城市轨道交通运营引起近场土体的振动特性,并设计出相应隔振频段的排桩布置参数,计算... 采用有限元法计算二维声子晶体的带隙特性,并研究基体为粉质黏土、散射体为混凝土时正方格子二维声子晶体的XY模式的带隙变化规律。通过现场测试得到城市轨道交通运营引起近场土体的振动特性,并设计出相应隔振频段的排桩布置参数,计算分析排桩排数与隔振效果的变化规律。结果表明,隔振排桩对城市轨道交通运营引起的近场土体振动特征频带具有良好的减振效果。 展开更多
关键词 地铁振动 声子晶体 理论计算 隔振性能 有限元法 带隙特性
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含磁电弹夹层的压电/压磁声子晶体带隙特性研究 预览 被引量:2
9
作者 孙炜海 张超群 +1 位作者 鞠桂玲 潘晶雯 《物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第19期164-169,共6页
将具有力电磁耦合性能的夹层引入到压电/压磁声子晶体中,在保持单胞长度为固定值的情况下,分别改变磁电弹夹层的厚度、磁电弹夹层中压电材料的体积分数和磁电弹夹层中压电材料的种类;并利用传递矩阵法和Bloch定理,得到波数k与频率ω的... 将具有力电磁耦合性能的夹层引入到压电/压磁声子晶体中,在保持单胞长度为固定值的情况下,分别改变磁电弹夹层的厚度、磁电弹夹层中压电材料的体积分数和磁电弹夹层中压电材料的种类;并利用传递矩阵法和Bloch定理,得到波数k与频率ω的色散关系;通过色散关系图分析不同的磁电弹夹层对压电/压磁声子晶体带隙特性的影响.研究发现:当磁电弹夹层厚度增加时,带隙的中心频率上升,带隙宽度变宽;当磁电弹夹层中压电材料体积分数增加时,带隙中心频率下降,第一带隙宽度变窄,第二带隙宽度增加,第三带隙宽度保持不变;当磁电弹夹层中的压电材料种类不同时,带隙的中心频率和带隙宽度有明显的改变;磁电弹夹层对压电/压磁声子晶体带隙中心频率的影响在高频区比低频区更显著. 展开更多
关键词 力电磁耦合 磁电弹夹层 压电/压磁声子晶体 带隙特性
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谱元法分析周期变截面梁振动带隙特性 预览 被引量:2
10
作者 高付超 吴志静 李凤明 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第17期120-124,共5页
以周期变截面梁为研究对象,采用谱元法研究结构的带隙特性。基于铁木辛柯梁理论,从梁的波动方程出发,推导出与频率有关的插值函数,得到梁结构的刚度矩阵,再整合得到整体结构的动力学刚度矩阵。通过对结构单胞的整合,得到整体结构的动力... 以周期变截面梁为研究对象,采用谱元法研究结构的带隙特性。基于铁木辛柯梁理论,从梁的波动方程出发,推导出与频率有关的插值函数,得到梁结构的刚度矩阵,再整合得到整体结构的动力学刚度矩阵。通过对结构单胞的整合,得到整体结构的动力学方程。基于周期结构的频域响应,研究其带隙特性。通过有限元模拟和振动实验,验证了谱元法计算结果的正确性。此外,分析了阻尼和结构几何尺寸变化对带隙的影响。研究内容拓宽了谱元法的应用领域,同时为周期结构在工程中的应用提供参考依据。 展开更多
关键词 谱元法 周期变截面梁 铁木辛柯梁 带隙特性
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单面柱声子晶体板低频带隙特性与机理分析 预览
11
作者 张昭 苏开创 韩星凯 《计算机辅助工程》 2016年第5期46-52,共7页
基于有限元法计算分析散射体材料属性和散射体形状对单面柱板结构局域共振型声子晶体带隙特性的影响,并通过计算单胞位移特征模式解释声子晶体带隙特性变化的物理机理.结果表明:散射体的密度和弹性模量以及散射体形状通过改变声子晶体... 基于有限元法计算分析散射体材料属性和散射体形状对单面柱板结构局域共振型声子晶体带隙特性的影响,并通过计算单胞位移特征模式解释声子晶体带隙特性变化的物理机理.结果表明:散射体的密度和弹性模量以及散射体形状通过改变声子晶体单胞局域状态,对声子晶体带隙特性产生很大影响. 总结声子晶体板结构低频带隙特性变化规律,为工程减振降噪提供参考. 展开更多
关键词 声子晶体 散射体 基体 带隙特性 位移特征模式 密度 弹性模量 减振降噪
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液体选择性填充光子晶体光纤的温敏特性 预览
12
作者 施伟华 曹原 +1 位作者 刘铭 范丹云 《光通信技术》 北大核心 2015年第12期31-34,共4页
提出了一种高折射率液体选择性填充PCF,通过在PCF空气孔填入温敏液体材料,使光纤具有良好的温度传感特性。运用平面波展开法进行仿真研究,优化了PCF结构参数,使其导光性能更佳。同时,设计了三种不同选择性填充方式的PCF进行比较,分析选... 提出了一种高折射率液体选择性填充PCF,通过在PCF空气孔填入温敏液体材料,使光纤具有良好的温度传感特性。运用平面波展开法进行仿真研究,优化了PCF结构参数,使其导光性能更佳。同时,设计了三种不同选择性填充方式的PCF进行比较,分析选择性填充方式对带隙特性和温度传感特性的影响,最终选用带隙最宽的PCF进行仿真研究。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 平面波展开法 带隙特性 温敏特性
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材料特性对光子晶体带隙影响的研究
13
作者 周玉霞 《激光杂志》 北大核心 2015年第6期43-44,共2页
用Zn S、Ga As和Si和空气柱构成方形光子晶体结构,应用平面波展开法数值模拟它们的带隙结构,得到Si形成较宽带隙,数值模拟它们的能态密度,结果与带隙频率段基本一致,还得到了不同R/a取值时带隙宽度和带隙边界的变化情况。研究结论为光... 用Zn S、Ga As和Si和空气柱构成方形光子晶体结构,应用平面波展开法数值模拟它们的带隙结构,得到Si形成较宽带隙,数值模拟它们的能态密度,结果与带隙频率段基本一致,还得到了不同R/a取值时带隙宽度和带隙边界的变化情况。研究结论为光子晶体的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 材料特性 光子晶体 平面波展开法 带隙特性
三角晶格光子晶体带隙特性研究 预览
14
作者 孔军 张乃标 《枣庄学院学报》 2015年第5期37-39,共3页
基于平面波展开法数值模拟三角晶格光子晶体的带隙特性,得到介电常数为8.9和11.9时带隙中心、带隙率和带隙宽度随半径变化的特性,随着半径的增加带隙中心频率也逐渐增加,带隙率、带隙宽度先增大后减小,研究结果对于光子晶体的设计... 基于平面波展开法数值模拟三角晶格光子晶体的带隙特性,得到介电常数为8.9和11.9时带隙中心、带隙率和带隙宽度随半径变化的特性,随着半径的增加带隙中心频率也逐渐增加,带隙率、带隙宽度先增大后减小,研究结果对于光子晶体的设计具有参考价值. 展开更多
关键词 三角晶格 光子晶体 平面波展开法 带隙特性
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圆管型局域共振声子晶体三维构型振动带隙研究 预览 被引量:6
15
作者 黄佳 尹进 +1 位作者 张昭 张洪武 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期353-358,共6页
采用多重多级子结构方法计算具有一定刚度的圆管型局域共振声子晶体三维构型振动带隙特性。考察包裹方向对带隙特性的影响,并对第一带隙上下边界点的单胞振动形式进行分析。结果表明,两种包裹形式都可以得到较低较宽的第一带隙,并且带... 采用多重多级子结构方法计算具有一定刚度的圆管型局域共振声子晶体三维构型振动带隙特性。考察包裹方向对带隙特性的影响,并对第一带隙上下边界点的单胞振动形式进行分析。结果表明,两种包裹形式都可以得到较低较宽的第一带隙,并且带隙特性相似,因而其周期结构都可以大幅减弱带隙范围内弹性波的传播。但两种构型带隙上下边界点对应振动形式不同,此外带隙特性还受单胞尺寸的影响。通过给定评价指标得到相关材料参数与带隙特性关系的相图,由此分析包裹层材料属性对带隙特性的影响。 展开更多
关键词 低频减振 局域共振 声子晶体 带隙特性
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双缺陷间距对一维光子晶体带隙的影响 预览
16
作者 蔡允高 李炘琪 李星星 《保山学院学报》 2014年第2期4-6,共3页
在一维光子晶体中掺杂两个不同介电常数比的缺陷层,基本周期层及两个缺陷层D1和D2的折射率分另别取为(n2,n3)=(1.5,2.5),(n2',n3')=(2.0,4.o),(n2",n3")=(4.0,2.0);采用传输矩阵法,获得了光波正入射情形下,LnD1LmD2Ln... 在一维光子晶体中掺杂两个不同介电常数比的缺陷层,基本周期层及两个缺陷层D1和D2的折射率分另别取为(n2,n3)=(1.5,2.5),(n2',n3')=(2.0,4.o),(n2",n3")=(4.0,2.0);采用传输矩阵法,获得了光波正入射情形下,LnD1LmD2Ln模型一维光子晶体的透射谱;取介质总层数为14层,即2n+m+2=14,通过调节参数m,分析并讨论了双缺陷层间距对一维光子晶体带隙特性的影响. 展开更多
关键词 一维光子晶体 双缺陷 间距 透射谱 带隙特性
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蜂巢晶格光子晶体带隙特性研究 预览
17
作者 相晓昕 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期22-24,共3页
为了得到蜂巢晶格光子晶体带隙特性,本文基于电磁传播规律的时域有限差分法,数值模拟得到不同半导体材料构成蜂巢晶格二维光子晶体对应的第一带隙宽度,结果显示随着介电常数的增加,模拟得到第一带隙上下边界频率向低频方向移动,带隙宽... 为了得到蜂巢晶格光子晶体带隙特性,本文基于电磁传播规律的时域有限差分法,数值模拟得到不同半导体材料构成蜂巢晶格二维光子晶体对应的第一带隙宽度,结果显示随着介电常数的增加,模拟得到第一带隙上下边界频率向低频方向移动,带隙宽度逐渐增加,对于高介电常数的PbS、PbSe和PbTe构成蜂巢晶格二维光子晶体情况反之。研究结论为不同材料构成光子晶体材料的特性提供依据。 展开更多
关键词 光子晶体 蜂巢晶格 时域有限差分法 带隙特性
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二维固-气声子晶体带隙特性的研究 预览
18
作者 闫昕 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期8-9,共2页
本文基于时域有限差分法数值模拟了二维固-气正方声子晶体结构带隙特性,计算了填充率和晶格常数对带隙特性的影响,研究得到填充率在f=0.8时形成最宽带隙,这对声子晶体结构的设计提供了理论基础。
关键词 声子晶体 带隙特性 时域有限差分法
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二维声子晶体振动带隙的最佳参数分析 预览 被引量:3
19
作者 徐丽 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期698-703,共6页
基于平面波展开法研究二维声子晶体振动带隙的最佳参数特性,数值计算基体为硅橡胶散射体为铝时正方格子和三角格子二维声子晶体的XY模式和Z模式的带隙特性,得到三角格子声子晶体更易形成较宽振动带隙。改变散射体材料特性,模拟得到... 基于平面波展开法研究二维声子晶体振动带隙的最佳参数特性,数值计算基体为硅橡胶散射体为铝时正方格子和三角格子二维声子晶体的XY模式和Z模式的带隙特性,得到三角格子声子晶体更易形成较宽振动带隙。改变散射体材料特性,模拟得到散射体密度大的材料能够形成较宽带隙。研究结论对于声子晶体应用制作提供理论参考。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙特性 平面波展开法
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黏弹阻尼对一维杆状声子晶体能带结构频移的影响 预览 被引量:2
20
作者 张思文 吴九汇 刘彰宜 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期22-27,48共7页
为了明确黏弹阻尼对声子晶体能带结构的影响,根据黏弹材料的标准线性固体模型,利用平面波展开法的迭代算法对一维黏弹材料声子晶体的能带结构进行了理论计算和对比分析.与弹性模量为常数的完全弹性材料相比,黏弹材料由于其复模量的频率... 为了明确黏弹阻尼对声子晶体能带结构的影响,根据黏弹材料的标准线性固体模型,利用平面波展开法的迭代算法对一维黏弹材料声子晶体的能带结构进行了理论计算和对比分析.与弹性模量为常数的完全弹性材料相比,黏弹材料由于其复模量的频率相关性,储能模量和损耗模量对声子晶体的能带结构都有重要影响,特别是损耗模量对声子晶体能带结构的影响在阻尼峰值附近的频率范围不容忽视.位于此频率范围的能带被调向更高频而其他范围的能带基本不变,从而使能带下方带隙增宽而上方带隙变窄.损耗模量对能带结构的这一特定调节作用为黏弹性阻尼材料应用于声子晶体提供了一定的理论基础,也为获得宽频带隙提供了一种新的方法. 展开更多
关键词 声子晶体 能带结构 黏弹材料 阻尼 带隙特性
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