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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 46 毫秒
1.
周期性弹性复合结构(声子晶体)中传播的弹性波存在特殊的色散关系:弹性波只能在某段频率范围内无损耗的传播,该频率范围称为通带.一维声子晶体的色散问题可以看作分层介质中弹性波的传播问题,利用二维弹性理论予以分析.为了研究非局部效应对声子晶体带隙特性的影响,将Eringen的二维非局部弹性理论引入到Hamilton体系下,利用精细积分与扩展的Wittrick Williams算法可获取任意频率范围内的本征解.通过对不同算例的数值计算,分析和对比了非局部理论方法与传统局部理论方法的差别.并进一步指出了该套算法的适用性和优势所在.  相似文献   

2.
利用波的相干叠加原理推导出一维掺杂声子晶体中SH波缺陷模的透射率公式和频率公式,即建立了缺陷模的相干叠加法。将相干叠加法与转移矩阵法和共振理论进行了比较研究,结果表明缺陷模的相干叠加法具备转移矩阵法和共振理论各自的优点,又克服了转移矩阵法和共振理论各自的不足。相干叠加法是研究一维掺杂声子晶体中SH波缺陷模的一种更有效的方法。  相似文献   

3.
利用边界条件推导出SH波在一维固-固有限周期声子晶体中的转移矩阵,并用倏逝波的概念和多波束干涉理论,从理论上解释了一维固-固有限周期声子晶体全反射隧穿效应产生的物理机理,得出了全反射隧穿峰带波长满足的解析公式。利用解析公式和转移矩阵研究了一维固-固有限周期声子晶体中SH波的全反射隧穿效应,结果发现两种方法得出的结论是吻合的。  相似文献   

4.
固-固有限周期声子晶体中SH波全反射隧穿的机理   总被引:2,自引:2,他引:0  
利用边界条件推导出SH波在一维固-固有限周期声子晶体中的转移矩阵,并用倏逝波的概念和多波束干涉理论,从理论上解释了一维固-固有限周期声子晶体全反射隧穿效应产生的物理机理,得出了全反射隧穿峰带波长满足的解析公式。利用解析公式和转移矩阵研究了一维固-固有限周期声子晶体中SH波的全反射隧穿效应,结果发现两种方法得出的结论是吻合的。  相似文献   

5.
弹性波斜入射声子晶体的传输特性   总被引:5,自引:1,他引:5  
引入四维波矢的概念,推导出弹性波斜入射到多层介质系统的转移矩阵以及透射系数和反射系数公式.利用这些公式计算了横波和纵波斜入射一维声子晶体时横渡和纵波的透射系数,得出横波斜入射,透射波中的横波和纵波在一定频率范围内都会出现禁带,纵波斜入射时也有类似的结果.透射波中横波与纵波的相互转型随着入射角的增大而越加明显.  相似文献   

6.
固-固掺杂结构声子晶体中弹性波的缺陷模   总被引:5,自引:4,他引:5  
为了研究弹性波在固-固掺杂结构声子晶体中缺陷模的特性,推导出弹性波斜入射固-固掺杂结构声子晶体的转移矩阵。利用它计算了固-固掺杂结构声子晶体中弹性波的透射系数,得到由于掺杂在禁带的中间出现了多条缺陷模透射峰带,缺陷模透射峰带随杂质厚度的变化呈周期性地出现,在同一缺陷模透射峰带上缺陷模的频率随杂质厚度增加近似呈线性减少。缺陷模的这些特征可以作为设计声子晶体滤波器的理论依据。  相似文献   

7.
采用相干叠加原理推导出一种研究一维固-液有限周期声子晶体中纵波的透射率公式,建立了一种研究一维固-液有限周期声子晶体能带的新方法——波叠加理论。将波叠加理论和转移矩阵法进行了比较研究,结果表明波叠加理论和转移矩阵法得出的结果是一致的。波叠加理论不仅具有转移矩阵法的优点,而且又克服了转移矩阵法的不足。因此波叠加理论是一种研究一维固-液有限周期声子晶体中纵波能带的更为有效的方法。  相似文献   

8.
利用一维固-液圆柱形掺杂声子晶体中弹性波横向受限的条件,推导出弹性波在一维固-液圆柱形掺杂声子晶体中各种模式满足的关系式,研究了各种模式弹性波的特性。利用转移矩阵计算出弹性波的缺陷模随模式量子数以及圆柱半径的变化规律,得到了一些一维固-液结构圆柱形掺杂声子晶体缺陷模的新特征。研究结果表明,缺陷模的频率和半高宽均与模式量子数和圆柱半径有关。  相似文献   

9.
曹蕾蕾  朱旺  武建华  张传增 《力学学报》2021,53(7):1992-1998
声子晶体是一种人工周期性复合材料, 其带隙特性使其在减振、隔声、滤波和声学功能器件等领域具有潜在的应用价值. 如何准确操纵声波和机械波是声子晶体设计的主要挑战. 现有设计方法是基于对结构几何参数与材料参数的分析调整使其匹配特定的应用特性, 设计效率不高且无法达到最佳性能. 为此, 本文以一维层状声子晶体为例, 提出了一种基于Softmax逻辑回归和多任务学习的人工神经网络声子晶体逆向设计方法, 其中, Softmax逻辑回归实现分层结构各区域材料种类的选择, 通过多任务学习确定各区域材料的分布, 从而, 将声子晶体逆向设计问题转化为对单位胞元拓扑结构多组分材料的分类问题. 首先, 随机生成大量声子晶体拓扑结构样本; 然后, 采用有限元法进行并行计算得到所有样本的带隙分布; 接着, 通过神经网络建立带隙分布和拓扑结构之间的映射关系; 最后, 利用训练好的神经网络设计具有目标带隙特性的声子晶体, 即以目标带隙作为神经网络的输入, 网络将直接输出对应的声子晶体单元胞元拓扑结构. 算例表明本方法可根据应用需求快速高效地得到具有目标带隙的一维声子晶体. 该方法为声子晶体的逆向设计提供了一种新颖思路.   相似文献   

10.
为了对一维声子晶体的能带进行解析研究,采用一维声子晶体的色散法,推导出一维声子晶体禁带频率和通带频率的解析公式;并利用此式对一维声子晶体的能带结构进行了解析研究,得到了禁带和导带的频率中心、频率宽度分别随介质厚度和声阻抗两者的变化规律,并与转移矩阵方法的计算结果进行了比较.研究结果表明:两种方法得到的结论相同,但解析法能更准确、更深刻地反映出一维声子晶体的能带随介质厚度和声阻抗等因素的变化规律;并且解析法克服了转移矩阵法等其他方法不能对能带结构进行解析研究的不足,是一种研究一维声子晶体能带更有效的方法.  相似文献   

11.
张丽媛  赵金峰  仲政 《力学季刊》2016,37(4):658-664
本文研究了S0兰姆波在渐变折射率声子晶体中的聚焦现象.通过调整正方晶格声子晶体的主轴方向与波传播的相对方向,设计了ΓX和ΓM方向两组不同的渐变折射率声透镜.采用有限单元法模拟S0波在不同声透镜内的传播,并与S0波在声透镜内的传播迹线做了对比,数值结果和理论结果基本一致.数值计算结果显示:ΓX方向的声透镜的焦距fl略大于其理论值,而ΓM方向的声透镜的fl则略小于其理论值.ΓX方向的声透镜的横向分辨率FWHM小于ΓM方向的声透镜,而聚焦强度MFI则大于ΓM方向的声透镜.结果表明,通过调整声子晶体的主轴方向与波传播的相对方向,可以显著地改变声透镜的聚焦特征.这为S0兰姆波声透镜的设计提供了重要依据.  相似文献   

12.
This study is devoted to the development of a unified and explicit elastic solution to the problem of a spherical inhomogeneity with an imperfectly bonded interface. Both tangential and normal displacement discontinuities at the interface are considered and a linear interfacial condition, which assumes that the tangential and the normal displacement jumps are proportional to the associated tractions, is adopted. The elastic disturbance due to the presence of an imperfectly bonded inhomogeneity is decomposed into two parts: the first is formulated in terms of an equivalent nonuniform eigenstrain distributed over a perfectly bonded spherical inclusion, while the second is formulated in terms of an imaginary Somigliana dislocation field which models the interfacial sliding and normal separation. The exact form of the equivalent nonuniform eigenstrain and the imaginary Somigliana dislocation are fully determined in this paper.  相似文献   

13.
在长高比Γ=40、分离比Ψ=-0.6情况下,通过流体力学基本方程组的数值模拟,得到了一种新的有趣斑图,即单侧缺陷摆动对传行波.通过分析单侧缺陷摆动对传行波各物理场随时间变化的等值线图、波形图,讨论了其形成过程及时空动力学特性.进一步对比不同相对瑞利数下的单侧缺陷摆动对传行波,探讨了缺陷数、缺陷周期以及缺陷方向等缺陷特征对相对瑞利数的依赖性.  相似文献   

14.
周期波导中弹性波局部化问题的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
基于弹性波传递矩阵方法,对周期波导中弹性波局部化问题进行了分析研究。根据互易性原理和能量地恒定律,给出了结构弹性波传递矩阵的一般表达式。采用两种求解局部化因子的计算方法,分别计算了谐和与失谐周期波导中的局部化因子,并对其进行了分析讨论。本文对周期波导中波传播与振动局部化的分析方法和计算结果可用于结构的优化设计。  相似文献   

15.
We investigate wave mixing effects in a phononic crystal that couples the wave dynamics of two channels – primary and control ones – via a variable stiffness mechanism. We demonstrate analytically and numerically that the wave transmission in the primary channel can be manipulated by the control channel's signal. We show that the application of control waves allows the selection of a specific mode through the primary channel. We also demonstrate that the mixing of two wave modes is possible whereby a modulation effect is observed. A detailed study of the design parameters is also carried out to optimize the switching capabilities of the proposed system. Finally, we verify that the system can fulfill both switching and amplification functionalities, potentially enabling the realization of an acoustic transistor.  相似文献   

16.
We examine the existence of neutral nano-inhomogeneities in a hyperelastic inhomogeneity-matrix system subjected to finite plane deformations when uniform (in-plane) external loading is imposed on the matrix. We incorporate nanoscale interface effects by representing the material interface as a separate hyperelastic membrane, perfectly bonded to the surrounding bulk material. We show that for any type of hyperelastic bulk material and practically any type of hyperelastic membrane representing the interface, neutral nano-inhomogeneities do exist but are necessarily circular in shape. We show further that the radius of the circular neutral nano-inhomogeneity is determined by the (uniform) external loading (which must be hydrostatic) and the respective strain energy density functions associated with the hyperelastic bulk and interface materials.  相似文献   

17.
The characteristics of heat transfer during natural thermogravitational fluid convection of low intensity in a rectangular cavity heated from below (cooled from above) are investigated. Local convection effects are studied. The dependence of local superheating (supercooling) on the Grashof number and the cavity side ratio is found for single-, two-and three-vortex steady motions. The limits of the convection regimes are estimated.  相似文献   

18.
Results of numerical simulation of interaction between an oblique shock wave and a turbulent boundary layer formed in a supersonic (Mach number M =5) flow past a flat plate are presented. The computations are performed for three cases of interaction of different intensity, which result in an attached or detached flow. Numerical results are compared with experimental data. The effect of flow turbulence and shockwave unsteadiness on flow parameters is studied.  相似文献   

19.
The problem of the interaction of a blunt cone placed at zero incidence in a supersonic flow with a spherical hot region in the incident flow is considered for the case in which the hot region center is displaced relative to the axis of symmetry of the body. Two cases are studied: (1) the interaction of temperature inhomogeneity with an impermeable conical surface and (2) interaction in the presence of intense surface injection localized on the spherical bluntness of the body. It is shown that strong surface injection considerably improves the flow pattern and the aerodynamic characteristics of the body.  相似文献   

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