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局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究

张思文 吴九汇

局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究

张思文, 吴九汇
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  • 本文提出了一种新型局域共振复合单元声子晶体结构, 并结合有限元方法对结构的带隙机理及低频共振带隙特性进行了分析和研究. 共振带隙产生的频率位置由所对应的局域共振模态的固有频率决定, 并且带隙宽度与局域共振模态的品质因子及其与基体之间的耦合作用强度有关. 采用局域共振复合单元结构可以实现声子晶体的多重共振, 在低频范围能打开多条共振带隙, 但受到共振单元排列方式的的影响. 由于纵向和横向局域共振模态的简并, 复合单元结构能在200 Hz以下的低频范围打开超过60%宽度的共振带隙, 最低带隙频率低至18 Hz. 这为声子晶体结构获得低频、超低频带隙提供了一种有效的方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51075325);教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-09-0644)和中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.
    [1]

    Roundy S 2005 J. Intell. Mater. Syst. Struct. 16 809

    [2]

    Liu B, Feng T, Wu X, Huang Z G, Zhu T F 2010 Noise and Vibration Control 3 50 (in Chinese) [刘斌, 冯涛, 吴雪, 黄志刚, 朱腾飞 2010 噪声与振动控制 3 50]

    [3]

    Tempest W 1976 Infrasound and Low Frequency Vibration (London: Academic Press Inc.) p187

    [4]

    Wen X S, Wen J H, Yu D L, Wang G, Liu Y Z, Han X Y 2009 Phononic Crystals (Beijing: National Defense Industry Press) p2 (in Chinese) [温熙森, 温激鸿, 郁殿龙, 王刚, 刘耀宗, 韩小云 2009 声子晶体 (北京: 国防工业出版社) 第2页]

    [5]

    Liu Z, Zhang X, Mao Y, Zhu Y Y, Yang Z, Chan C T, Sheng P 2000 Science 289 5485

    [6]

    Liu Z, Chan C T, Sheng P 2002 Phys. Rev. B 65 165116

    [7]

    Wang G, Shao L H, Liu Y Z, Wen J H 2006 Chin. Phys. 15 1843

    [8]

    Ho K M, Cheng K, Yang Z, Zhang X X, Sheng P 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5566

    [9]

    Yu D, Liu Y, Wang G, Cai L, Qiu J 2006 Phys. Lett. A 348 410

    [10]

    Wen Q H, Zuo S G, Wei H 2012 Acta Phys. Sin. 61 034301 (in Chinese) [文岐华, 左曙光, 魏欢 2012 物理学报 61 034301]

    [11]

    Pennec Y, Djafari-Rouhani B, Larabi H, Vasseur J O, Hladky-Hennion A C 2008 Phys. Rev. B 78 104105

    [12]

    Oudich M, Li Y, Assouar B M, Hou Z L 2010 New J. Phys. 12 083049

    [13]

    Hsu J C 2011 J. Phys. D: Appl. Phys. 44 055401

    [14]

    Liu M, Hou Z L, Fu X J 2012 Acta Phys. Sin. 61 104302 (in Chinese) [刘敏, 侯志林, 傅秀军 2012 物理学报 61 104302]

    [15]

    Lai Y, Wu Y, Sheng P, Zhang Z Q 2011 Nature Mater. 10 620

    [16]

    Mei J, Ma G, Yang M, Yang Z, Wen W, Sheng P 2012 Nat. Commun. 3 756

  • [1]

    Roundy S 2005 J. Intell. Mater. Syst. Struct. 16 809

    [2]

    Liu B, Feng T, Wu X, Huang Z G, Zhu T F 2010 Noise and Vibration Control 3 50 (in Chinese) [刘斌, 冯涛, 吴雪, 黄志刚, 朱腾飞 2010 噪声与振动控制 3 50]

    [3]

    Tempest W 1976 Infrasound and Low Frequency Vibration (London: Academic Press Inc.) p187

    [4]

    Wen X S, Wen J H, Yu D L, Wang G, Liu Y Z, Han X Y 2009 Phononic Crystals (Beijing: National Defense Industry Press) p2 (in Chinese) [温熙森, 温激鸿, 郁殿龙, 王刚, 刘耀宗, 韩小云 2009 声子晶体 (北京: 国防工业出版社) 第2页]

    [5]

    Liu Z, Zhang X, Mao Y, Zhu Y Y, Yang Z, Chan C T, Sheng P 2000 Science 289 5485

    [6]

    Liu Z, Chan C T, Sheng P 2002 Phys. Rev. B 65 165116

    [7]

    Wang G, Shao L H, Liu Y Z, Wen J H 2006 Chin. Phys. 15 1843

    [8]

    Ho K M, Cheng K, Yang Z, Zhang X X, Sheng P 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5566

    [9]

    Yu D, Liu Y, Wang G, Cai L, Qiu J 2006 Phys. Lett. A 348 410

    [10]

    Wen Q H, Zuo S G, Wei H 2012 Acta Phys. Sin. 61 034301 (in Chinese) [文岐华, 左曙光, 魏欢 2012 物理学报 61 034301]

    [11]

    Pennec Y, Djafari-Rouhani B, Larabi H, Vasseur J O, Hladky-Hennion A C 2008 Phys. Rev. B 78 104105

    [12]

    Oudich M, Li Y, Assouar B M, Hou Z L 2010 New J. Phys. 12 083049

    [13]

    Hsu J C 2011 J. Phys. D: Appl. Phys. 44 055401

    [14]

    Liu M, Hou Z L, Fu X J 2012 Acta Phys. Sin. 61 104302 (in Chinese) [刘敏, 侯志林, 傅秀军 2012 物理学报 61 104302]

    [15]

    Lai Y, Wu Y, Sheng P, Zhang Z Q 2011 Nature Mater. 10 620

    [16]

    Mei J, Ma G, Yang M, Yang Z, Wen W, Sheng P 2012 Nat. Commun. 3 756

  • [1] 程聪, 吴福根, 张欣, 姚源卫. 基于局域共振单元实现声子晶体低频多通道滤波. 物理学报, 2014, 63(2): 024301. doi: 10.7498/aps.63.024301
    [2] 陈鑫, 姚宏, 赵静波, 张帅, 贺子厚, 蒋娟娜. Helmholtz腔与弹性振子耦合结构带隙. 物理学报, 2019, 68(8): 084302. doi: 10.7498/aps.68.20182102
    [3] 文岐华, 左曙光, 魏欢. 多振子梁弯曲振动中的局域共振带隙. 物理学报, 2012, 61(3): 034301. doi: 10.7498/aps.61.034301
    [4] 陈圣兵, 韩小云, 郁殿龙, 温激鸿. 不同压电分流电路对声子晶体梁带隙的影响. 物理学报, 2010, 59(1): 387-392. doi: 10.7498/aps.59.387
    [5] 陈鑫, 姚宏, 赵静波, 张帅, 贺子厚, 蒋娟娜. 薄膜与Helmholtz腔耦合结构低频带隙. 物理学报, 2019, 68(21): 214208. doi: 10.7498/aps.68.20190673
    [6] 吴健, 白晓春, 肖勇, 耿明昕, 郁殿龙, 温激鸿. 一种多频局域共振型声子晶体板的低频带隙与减振特性. 物理学报, 2016, 65(6): 064602. doi: 10.7498/aps.65.064602
    [7] 侯丽娜, 侯志林, 傅秀军. 局域共振型声子晶体中的缺陷态研究. 物理学报, 2014, 63(3): 034305. doi: 10.7498/aps.63.034305
    [8] 姜久龙, 姚宏, 杜军, 赵静波, 邓涛. 双开口Helmholtz局域共振周期结构低频带隙特性研究. 物理学报, 2017, 66(6): 064301. doi: 10.7498/aps.66.064301
    [9] 李晓春, 梁宏宇, 易秀英, 肖清武, 赵保星. 二维组合宽带隙材料的研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2784-2789. doi: 10.7498/aps.56.2784
    [10] 杜春阳, 郁殿龙, 刘江伟, 温激鸿. X形超阻尼局域共振声子晶体梁弯曲振动带隙特性. 物理学报, 2017, 66(14): 140701. doi: 10.7498/aps.66.140701
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-27
  • 修回日期:  2012-12-27
  • 刊出日期:  2013-07-05

局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究

  • 1. 西安交通大学机械工程学院, 西安 710049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51075325)

    教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-09-0644)和中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题.

摘要: 本文提出了一种新型局域共振复合单元声子晶体结构, 并结合有限元方法对结构的带隙机理及低频共振带隙特性进行了分析和研究. 共振带隙产生的频率位置由所对应的局域共振模态的固有频率决定, 并且带隙宽度与局域共振模态的品质因子及其与基体之间的耦合作用强度有关. 采用局域共振复合单元结构可以实现声子晶体的多重共振, 在低频范围能打开多条共振带隙, 但受到共振单元排列方式的的影响. 由于纵向和横向局域共振模态的简并, 复合单元结构能在200 Hz以下的低频范围打开超过60%宽度的共振带隙, 最低带隙频率低至18 Hz. 这为声子晶体结构获得低频、超低频带隙提供了一种有效的方法.

English Abstract

参考文献 (16)

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