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弹性声子晶体板中耦合谷拓扑边缘态与多模干涉传输 认领 引用
1
作者 杨秋爽 霍绍勇 +1 位作者 张树鑫 陈久久 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期385-396,共12页
近年来,具有谷赝自旋自由度的拓扑谷态物理备受关注.声子晶体中的拓扑谷边界态因其背向散射免疫传输特性,在高效声波和弹性波波导与传感方面具有重要的应用前景.本文基于弹性波量子谷霍尔效应类比构建了一种三角晶格谷拓扑声子晶体板,... 近年来,具有谷赝自旋自由度的拓扑谷态物理备受关注.声子晶体中的拓扑谷边界态因其背向散射免疫传输特性,在高效声波和弹性波波导与传感方面具有重要的应用前景.本文基于弹性波量子谷霍尔效应类比构建了一种三角晶格谷拓扑声子晶体板,系统研究了面外偏振弹性波谷边缘态在多层拓扑异质超胞结构中耦合行为,揭示了有限尺寸的多层异质结构对弹性波耦合谷边缘态的形成机理与调控规律.进一步通过拓扑传输计算,揭示了弹性波耦合谷边缘态的多模干涉效应并验证其传输鲁棒性.最后,作为一种应用示例,基于谷边缘态多模干涉效应设计了一种弹性波拓扑波长解复用器.利用不同耦合频率下边缘态的耦合波长差异,实现入射弹性波在抗缺陷通道中的定向分离.本文研究为弹性波拓扑传输调控提供了新范式,有望推动新型多功能弹性波耦合与传感器件的实用化设计. 展开更多
关键词 耦合谷边缘态 弹性波 拓扑声子晶体 多模干涉
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基于响应面法的填充式声子晶体低频带隙特性及优化 认领 引用
2
作者 郑明军 李波洋 李海超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2026年第5期49-58,141,共10页
针对列车底板的低频减振问题,提出一种填充式声子晶体结构,用于实现低频振动抑制。通过有限元法计算表明,该结构在252.19~386.03 Hz频域内具有显著带隙特性。对其进行振动传输特性及隔声特性分析,在带隙范围内能够起到较好的隔振隔声作... 针对列车底板的低频减振问题,提出一种填充式声子晶体结构,用于实现低频振动抑制。通过有限元法计算表明,该结构在252.19~386.03 Hz频域内具有显著带隙特性。对其进行振动传输特性及隔声特性分析,在带隙范围内能够起到较好的隔振隔声作用。结合控制变量法与响应面分析,通过对80组数据进行系统探究,得出结构参数的影响规律:包覆环氧树脂层厚度与橡胶层厚度的增大会显著减小带隙宽度(二者为主要影响因素),而中心散射体质量及橡胶厚度仅改变第一、第三完全带隙范围。基于二次四因素回归模型,采用序列最小二乘规划算法对结构进行优化,得到后带隙范围为167.53~381.35 Hz,整体带隙范围增大约37.4%,且向低频范围靠近。该研究为低频减振设计提供了新思路与方法支撑。 展开更多
关键词 填充式声子晶体 低频带隙特性 响应面法 结构优化
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Topological Edge State of Lamb Waves in Pillared Phononic Crystal Plates 认领 引用
3
作者 Lin Chen Guohua Nie 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI CSCD 2026年第2期166-175,共10页
The Hall effect of elastic waves has attracted much attention due to its unique properties.A hexagonal lattice phononic crystal plate model is designed in this paper.By changing the spatial symmetry of the unit cell,a... The Hall effect of elastic waves has attracted much attention due to its unique properties.A hexagonal lattice phononic crystal plate model is designed in this paper.By changing the spatial symmetry of the unit cell,a band gap for the A0 Lamb wave is opened.The existence of the edge state of the phononic crystal plate is obtained by finite element simulation.It is found that both zigzag-type edge and bridge edge are topological edge states by analysis of the band structure of the supercell.A rectangular model with a straight channel is designed and the simulation results show that the two types of channels are topologically protected only for the A0 mode Lamb wave but not for the S0 mode.In addition,the results of numerical simulation are verified by experimental data measured by a laser vibrometer.Finally,it is found that neither upside V-shaped channels nor channels with defects will affect the stable propagation of A0 Lamb waves along the proposed route.This proposed model and method are helpful in broadening the means of regulating elastic waves in phononic crystal structures,and extending practical application of topological edge states in such structures. 展开更多
关键词 Topologically protected Edge state Lamb wave Phononic crystal Band gaps
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Characterization of Directional Flexural Wave Propagation in Viscoelastic Phononic Crystal Plate 认领 引用 被引量：1
4
作者 Wen-Han Guo Kun Wu +1 位作者 Yan-Feng Wang Yue-Sheng Wang 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI CSCD 2026年第4期521-533,共13页
Extensive studies have revealed the phenomenon of directional wave propagation in phononic crystals(PnCs)and metamaterials,due to the functionality of energy and information transportation along specified paths.Distin... Extensive studies have revealed the phenomenon of directional wave propagation in phononic crystals(PnCs)and metamaterials,due to the functionality of energy and information transportation along specified paths.Distinguished from previous elastic media,this work combines finite element simulations and experiments to investigate directional flexural wave propagation in viscoelastic PnC plates.The sample of cross-shaped viscoelastic PnC plate is fabricated from epoxy resin with characterization of viscoelasticity by Kelvin-Voigt model.Firstly,non-negligible discrepancies of wave attenuation are observed between complex band structures of unit cell and transmission spectrum of finite PnC plate.In comparison,complex dispersion and modal analysis on the basis of supercell more accurately capture the wave attenuation ranges.Secondly,both simulations and experiments confirm the phenomena of flexural wave propagation along either single or two orthogonal directions.The complex band structures of supercell are employed to help predict the spatial attenuation of evanescent wave within directional bandgaps.The characterization results,with combination of low-order evanescent modes,agree well with numerical simulations and experimental measurements.In addition,the orthotropy index and concentration index of wave transmitting are proposed to evaluate the directional wave propagation.For wave transmitting in a single direction,there is significant and positive correlation between concentration index along the propagating direction and the imaginary part of wavenumber along its orthogonal direction.This work could shed light on the directional propagation of flexural waves,which is beneficial to the design of viscoelastic devices and waveguides. 展开更多
关键词 Phononic crystal plate Viscoelasticity Directional propagation Complex band Supercell
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基于悬臂谐振器的声子晶体双频拓扑波导研究 认领 引用
5
作者 黄许飞 茅晓晨 《动力学与控制学报》 2026年第3期28-34,共7页
近年来,拓扑声子晶体的研究受到了广泛的关注.然而,由于结构尺寸和质量等因素的限制,低频范围内的拓扑波导的实现较为困难,而多频拓扑波导的研究更具挑战.本文基于谷霍尔原理提出了一种内嵌悬臂梁谐振器的新型声子晶体,通过打破空间反... 近年来,拓扑声子晶体的研究受到了广泛的关注.然而,由于结构尺寸和质量等因素的限制,低频范围内的拓扑波导的实现较为困难,而多频拓扑波导的研究更具挑战.本文基于谷霍尔原理提出了一种内嵌悬臂梁谐振器的新型声子晶体,通过打破空间反演对称解除狄拉克点的简并,实现了带隙的打开和双频拓扑波导.结果表明,随着悬臂梁长度差异的增大,两个带隙的宽度可分别增至28 Hz和72 Hz.在此基础上,通过设计具有不同单胞的超胞结构和排列方式,可获得多种波导路径,如直角型和“+”型等.此外,弹性波也可在弯折后结构中沿不同单胞的边界传播.当弯折角度从20°增至40°时,波局域范围逐渐减小.本文的研究成果可为低频波导器件的设计提供新途径. 展开更多
关键词 拓扑声子晶体 谷霍尔效应 能带结构 波导
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新形声子晶体的带隙特性与减振分析 认领 引用
6
作者 王斌 李琦 徐柯清 《应用声学》 CSCD 北大核心 2026年第4期1033-1041,共9页
该文针对中低频噪声与振动控制领域的技术难题,提出一种基于螺旋谐振器的星形声子晶体(CSS)新型结构。通过有限元数值模拟与模型验证相结合的研究方法,系统分析了CSS的带隙特性与振动传递规律。研究表明:CSS在1500 Hz频域内可产生多个... 该文针对中低频噪声与振动控制领域的技术难题,提出一种基于螺旋谐振器的星形声子晶体(CSS)新型结构。通过有限元数值模拟与模型验证相结合的研究方法,系统分析了CSS的带隙特性与振动传递规律。研究表明:CSS在1500 Hz频域内可产生多个全向带隙,其带隙覆盖率可达74.5%;频响函数显示低频带隙区间内(<200 Hz)平均振动衰减达40 dB,且函数峰值与带隙范围呈现高度一致性;同时通过模态分析揭示了局部共振机制与带隙形成的物理关联,并基于参数优化方法构建了等效带隙覆盖率高达95%的CSS周期阵列;进一步通过波传播特性研究,从能量流角度阐明了带隙启闭与弹性波定向传播的耦合机理。研究成果突破了传统声子晶体中低频带隙调控的技术瓶颈,为发展轻量化高效中低频隔声减振装置提供了新的理论依据和技术路径。 展开更多
关键词 低频带隙 螺旋谐振器 星形结构 隔声减振 应力云模拟
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新型四振子手性声子晶体的低频带隙研究 认领 引用
7
作者 任世强 玉姣 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2026年第1期64-70,共7页
以实现隔声、减震在工程中的应用为目标,结合简单、美观的结构要求,设计了一款基于螺旋散射体分支振子的新型四振子手性声子晶体,通过打破传统声子晶体的对称性实现了手性特性。通过有限元仿真,对原胞进行了带隙分析;采用有限周期的排列... 以实现隔声、减震在工程中的应用为目标,结合简单、美观的结构要求,设计了一款基于螺旋散射体分支振子的新型四振子手性声子晶体,通过打破传统声子晶体的对称性实现了手性特性。通过有限元仿真,对原胞进行了带隙分析;采用有限周期的排列,对无限周期的带隙范围进行了验证;改变散射体的材料参数与振子数量,研究了其对带隙范围的影响。结果表明,该手性声子晶体结构在1000 Hz以下具有高达642.12 Hz的综合带隙宽度,表现出了出色的低频隔声性能。 展开更多
关键词 手性声子晶体 带隙范围 低频隔声 有限元仿真
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平面内可变角入射二维声子晶体带隙特征的研究 认领 引用
8
作者 刘飞宇 邵长金 +1 位作者 王森 杨振清 《大学物理实验》 2026年第3期52-58,共7页
利用双臂可旋转平台,设计搭建了一套二维平面内可变角入射声子晶体带隙特征测量系统,在该系统上进行了声子晶体频响特性测试,测试结果和理论计算符合较好,带隙上边界略向低频方向移动。入射角小于30°时,声子晶体的带隙宽度随入射... 利用双臂可旋转平台,设计搭建了一套二维平面内可变角入射声子晶体带隙特征测量系统,在该系统上进行了声子晶体频响特性测试,测试结果和理论计算符合较好,带隙上边界略向低频方向移动。入射角小于30°时,声子晶体的带隙宽度随入射角增大呈现缓慢变化趋势,整体保持稳定。入射角度较大时,带隙宽度随入射角增大呈现显著的快速减小趋势,且伴随明显的波动。填充率在0.44-0.68间变化时,随着填充率增加,带隙宽度也略微变宽。实验和理论结果对比验证了装置的可靠性。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙 入射角 填充率
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基于傅里叶参数化的声子晶体带隙调控机制 认领 引用
9
作者 陈懿 孔鹏 《吉首大学学报（自然科学版）》 CAS 2026年第4期35-42,共8页
为了揭示孔洞几何形状对二维多孔声子晶体带隙特性的影响机制,基于傅里叶系数构建了可参数化描述的孔洞几何模型,并结合有限元方法计算了不同几何模型对应的能带结构,重点分析了低阶傅里叶系数(c1,c2)、无量纲最小韧带宽度(h/L)... 为了揭示孔洞几何形状对二维多孔声子晶体带隙特性的影响机制,基于傅里叶系数构建了可参数化描述的孔洞几何模型,并结合有限元方法计算了不同几何模型对应的能带结构,重点分析了低阶傅里叶系数(c1,c2)、无量纲最小韧带宽度(h/L)、高阶傅里叶系数(c3,c4)对相对带隙宽度的影响.结果表明,h/L和c1是决定相对带隙宽度的两大核心参数,减小h/L、增大c1均能有效拓宽相对带隙;c1主要调控孔洞整体形貌,对相对带隙宽度起决定性调控作用;c3和c4主要改变孔洞局部细节特征,对相对带隙宽度的调控作用有限.这提示孔洞形状参数与声子晶体带隙特性之间存在明确的内在关联. 展开更多
关键词 声子晶体 孔洞几何形状 傅里叶系数 无量纲最小韧带宽度 带隙 有限元分析
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基于知识-数据混合驱动的声子晶体带隙正向预测方法 认领 引用
10
作者 汪龙 雷震 《技术与市场》 2026年第4期150-154,共5页
声子晶体的带隙预测是实现其减振降噪与声学调控性能设计的关键环节。为提升带隙预测效率与模型可解释性,提出一种基于知识-数据混合驱动的带隙正向预测方法。该方法以结构前十阶模态特征频率作为知识代理特征,构建轻量化多层感知机模型... 声子晶体的带隙预测是实现其减振降噪与声学调控性能设计的关键环节。为提升带隙预测效率与模型可解释性,提出一种基于知识-数据混合驱动的带隙正向预测方法。该方法以结构前十阶模态特征频率作为知识代理特征,构建轻量化多层感知机模型,替代传统高维拓扑图像输入,以显著降低训练维度与计算成本。试验结果表明,该方法在二维声子晶体体系中的平均预测误差仅为2.4%,训练时间较图像输入模型减少约90%,能够实现带隙特性的高效、准确预测。研究结果验证了模态频率特征在带隙预测中的可行性,为声子晶体带隙的高效预测提供了新思路,并为其他周期性人工材料的快速性能建模提供了参考。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙 深度学习 知识驱动
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散射体对称性对二维局域共振声子晶体带隙的影响研究 认领 引用
11
作者 吴静 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2026年第4期8-13,47,共6页
为获得具有低频、宽带局域共振带隙的二维三组元声子晶体,利用有限元法,在相同填充系数下,对嵌有不同对称性散射体的声子晶体带隙特性进行研究,并详细分析散射体对称性对局域共振声子晶体带隙及其振动衰减的影响。结果表明:嵌有圆形散... 为获得具有低频、宽带局域共振带隙的二维三组元声子晶体,利用有限元法,在相同填充系数下,对嵌有不同对称性散射体的声子晶体带隙特性进行研究,并详细分析散射体对称性对局域共振声子晶体带隙及其振动衰减的影响。结果表明:嵌有圆形散射体的局域共振声子晶体具有更低频但更窄的带隙;含有非严格对称散射体(例如椭圆和矩形)的声子晶体会产生方向性带隙;声子晶体内散射体对称轴数量及其奇偶性对带隙内最大衰减值具有较大影响;在多频结构中,具有相近共振频率的各对称性散射体会对带隙产生局域共振峰,使得在0~600 Hz范围内始终呈现两个带隙。利用局域共振峰特性,设计出一种具有低频完整带隙的多频结构,可为振动衰减结构设计提供有益的思路。 展开更多
关键词 声学 局域共振声子晶体 散射体对称性 局域共振带隙 方向性带隙 多频结构
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PhononBench:晶体声子谱分钟级快速计算平台 认领 引用
12
《物理》 CAS 北大核心 2026年第2期134-134,共1页
近年来,人工智能在材料设计中的应用迅速发展,几何图神经网络、扩散模型和大语言模型等方法被广泛用于新型晶体结构生成[1],并涌现出CDVAE、MatterGen、CrystalFormer和InvDesFlow[2,3]等代表性模型,成功预测了常压下高临界温度的BCS超... 近年来,人工智能在材料设计中的应用迅速发展,几何图神经网络、扩散模型和大语言模型等方法被广泛用于新型晶体结构生成[1],并涌现出CDVAE、MatterGen、CrystalFormer和InvDesFlow[2,3]等代表性模型,成功预测了常压下高临界温度的BCS超导体Li2AuH6[4]等新材料。然而,这类方法生成的晶体是否在物理上真正稳定,仍是一个亟需回答的问题。 展开更多
关键词 CDVAE 快速计算 CrystalFormer MatterGen 扩散模型 InvDesFlow PhononBench BCS超导体
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声子晶体刚架结构设计及其宽频减振特性研究 认领 引用
13
作者 李超然 金国栋 +1 位作者 王金 曹义军 《舰船科学技术》 北大核心 2026年第7期167-172,共6页
本文提出一种用于低频宽带振动抑制的新型声子晶体刚架结构。其单胞由X型桁架和预变形桁架组成。研究发现,与传统的X型周期刚架结构相比,其打破了空间对称性,在能带折叠位置打开了能带折叠点,最终产生了2个新的带隙。色散结构的结果证明... 本文提出一种用于低频宽带振动抑制的新型声子晶体刚架结构。其单胞由X型桁架和预变形桁架组成。研究发现,与传统的X型周期刚架结构相比,其打破了空间对称性,在能带折叠位置打开了能带折叠点,最终产生了2个新的带隙。色散结构的结果证明,其可以在更低的频率范围内产生更宽的带隙。分别利用谱元法(SEM)和有限元法(FEM)计算了振动透射率。随后,研究了不同几何参数对结构带隙的影响。其中,预变形倾角α增大可进一步降低带隙频率并拓宽带宽,而杆件截面半径r增大则使带隙向高频移动。该设计为船舶工程中广泛应用的桁架结构提供了一种有效的低频宽带振动控制解决方案,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙 刚架结构 能带折叠 宽频
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非局域拉转手性声子晶体的带隙特性研究 认领 引用
14
作者 栗启航 雷震 《南方农机》 2026年第2期154-158,共5页
低频振动和噪声的抑制仍然是工程领域的重大挑战。文章基于波-模关系,在传统拉转型手性超材料的基础上创新性地引入跨连接结构,以产生非局域相互作用,探讨其对弹性波传播特性的影响。利用Bloch定理结合有限元方法,构建并分析了超材料的... 低频振动和噪声的抑制仍然是工程领域的重大挑战。文章基于波-模关系,在传统拉转型手性超材料的基础上创新性地引入跨连接结构,以产生非局域相互作用,探讨其对弹性波传播特性的影响。利用Bloch定理结合有限元方法,构建并分析了超材料的能带结构。研究结果表明,非局域耦合效应显著形成了低频带隙,频率范围为961.9~1231.9 Hz,对应带隙宽度约270 Hz。振型分析进一步揭示,跨连接结构通过引入次近邻耦合,实现了由局域拉伸模式向非局域旋转模式的振动转变,强化了能量的空间局域化效应。本研究从非局域耦合角度拓展了手性超材料的设计思路,为低频减振及波动调控器件的开发提供了新的理论依据与结构范式。 展开更多
关键词 波传播 非局域作用 声子晶体
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新型二维声子晶体带隙特性及调控方法研究 认领 引用 被引量：3
15
作者 胡启国 胡皓 +1 位作者 魏晨 胡豁然 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2025年第1期48-55,共8页
为拓宽声子晶体弹性波带隙,提出一种关于基体双侧对称的声子晶体结构模型.采用有限元法计算了该声子晶体的能带结构和本征模态,基于局域共振机理深入分析了其带隙的形成机理,通过改变几何参数及施加等轴预拉伸应变的方法对该声子晶体的... 为拓宽声子晶体弹性波带隙,提出一种关于基体双侧对称的声子晶体结构模型.采用有限元法计算了该声子晶体的能带结构和本征模态,基于局域共振机理深入分析了其带隙的形成机理,通过改变几何参数及施加等轴预拉伸应变的方法对该声子晶体的带隙进行被动调控与主动调控.仿真结果表明:所提声子晶体结构基体中的长波行波与振子的谐振相互耦合作用产生一条局域共振带隙,通过优化几何参数可以获得起始频率更低的宽频带隙,对结构施加等轴预拉伸应变可以有效拓宽带隙且带隙宽度随着预拉伸应变的增大而变宽.研究结果为声子晶体的带隙主动调控提供了方案,为结构减振降噪提供了新思路. 展开更多
关键词 声子晶体 带隙特性 带隙调控 预拉伸应变
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基于点缺陷的花瓣形声子晶体中的弹性波能量局域和压电能量收集 认领 引用
16
作者 杨伊漫 田苗 《声学与振动》 2026年第2期63-76,共14页
本文设计了一种具有花瓣状孔洞结构的7 × 7二维正方晶格声子晶体(PnC)压电能量收集(PEH)系统。通过移除中心单胞的孔洞引入点缺陷,并在缺陷处粘贴圆盘形压电片,以实现弹性波能量的局域,并利用压电效应进行收集。分析了该结构在点... 本文设计了一种具有花瓣状孔洞结构的7 × 7二维正方晶格声子晶体(PnC)压电能量收集(PEH)系统。通过移除中心单胞的孔洞引入点缺陷,并在缺陷处粘贴圆盘形压电片,以实现弹性波能量的局域,并利用压电效应进行收集。分析了该结构在点缺陷处产生的六种局域模态,研究了系统的力学与电学输出性能,并探讨了压电片直径和厚度对其电能输出性能的影响。结果表明,当压电片直径为10 mm、厚度为2.3 mm时,系统的最大输出电压和功率分别达到45.727 V和17.891 mW,机电能量转换效率为16.84%。通过优化压电片与缺陷模态的匹配关系,该工作显著提升了能量转换效率,为高性能压电能量收集系统的设计提供了新思路。 展开更多
关键词 压电能量收集 声子晶体 能量局域 缺陷态 弹性波
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Dispersion,attenuation,and bandgap of in-plane coupled Bloch waves in piezoelectric semiconductor phononic crystal with PN junction 认领 引用 被引量：1
17
作者 Zibo WEI Peijun WEI +1 位作者 Chunyu XU Xiao GUO 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI CSCD 2025年第5期813-830,共18页
In this paper,the dispersion,attenuation,and bandgap characteristics of in-plane coupled Bloch waves in one-dimensional piezoelectric semiconductor(PSC)phononic crystals are investigated,emphasizing the influence of p... In this paper,the dispersion,attenuation,and bandgap characteristics of in-plane coupled Bloch waves in one-dimensional piezoelectric semiconductor(PSC)phononic crystals are investigated,emphasizing the influence of positive-negative(PN)junctions.Unlike piezoelectric phononic crystals,the coupled Bloch waves in PSC phononic crystals are attenuated due to their semiconductor properties,and thus the solution of Bloch waves becomes more complicated.The transfer matrix of the phononic crystal unit cell is obtained using the state transfer equation.By applying the Bloch theorem for periodic structures,the dispersion relation of the coupled Bloch waves is derived,and the dispersion,attenuation,and bandgap are obtained in the complex wave number domain.It is found that the influence of the PN junction cannot be neglected.Moreover,the effects of the PN junction under different apparent wave numbers and steady-state carrier concentrations are provided.This indicates the feasibility of adjusting the propagation characteristics of Bloch waves through the regulation of the PN heterojunction. 展开更多
关键词 piezoelectric semiconductor(PSC) phononic crystal positive-negative(PN)junction dispersion and attenuation carrier field transfer matrix
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基于汽车低频减振降噪的局域共振声子晶体设计与分析 认领 引用 被引量：1
18
作者 王昕玥 李成 +1 位作者 郭丽敏 陈振宇 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2025年第1期87-98,共12页
低频振动与噪声大小是评价汽车舒适性的重要指标.本文针对汽车板件的低频振动与控制问题,提出了一种基于局域共振机理的板型二维声子晶体模型.采用有限元方法确定了该声子晶体的带隙范围,分析了声子晶体带隙产生的机理.然后计算了声子... 低频振动与噪声大小是评价汽车舒适性的重要指标.本文针对汽车板件的低频振动与控制问题,提出了一种基于局域共振机理的板型二维声子晶体模型.采用有限元方法确定了该声子晶体的带隙范围,分析了声子晶体带隙产生的机理.然后计算了声子晶体板的传输特性曲线,同时对比了振动位移图.结果表明:在62.48~74.16Hz频率范围该结构出现完全带隙;基体板与圆柱振子在特定频率内存在耦合作用,导致其在该频率范围内形成带隙;在带隙范围内,弹性波在声子晶体板中的传播得到了有效限制;通过改变结构的材料与几何参数可以将带隙频率范围调节到满足更多实际应用需求的低频区间.本文提出的结构设计及其分析方法在汽车低频减振降噪等工程领域中具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 声子晶体 振动控制 完全带隙 局域共振 低频减振降噪
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C形槽声子晶体带隙机理及低频减振研究 认领 引用 被引量：1
19
作者 郑明军 李天华 左雪超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2025年第7期258-266,共9页
针对汽车板件结构低频振动和噪声的控制问题,提出一种新型C形槽声子晶体结构。采用有限元法计算结构的能带曲线并结合运动模态对其带隙进行分析,利用位移传输特性验证结构的减振能力,引用等效模型阐明结构的物理参数对带隙的影响。结果... 针对汽车板件结构低频振动和噪声的控制问题,提出一种新型C形槽声子晶体结构。采用有限元法计算结构的能带曲线并结合运动模态对其带隙进行分析,利用位移传输特性验证结构的减振能力,引用等效模型阐明结构的物理参数对带隙的影响。结果表明,C形槽声子晶体带隙的产生主要依靠局域共振模态下共振单元对基体板振动的抑制作用。调整结构的物理参数相当于改变系统的等效质量或等效刚度,进而影响带隙的范围。合理的参数可使结构以5 mm的厚度在200 Hz左右的范围形成完全带隙,并在更低的频率范围形成弯曲波带隙。此外,对应带隙范围的振动衰减最高为69 dB,表明C形槽声子晶体板具有良好的减振效果。该研究为声子晶体获得低频带隙提供了理论依据,在汽车低频减振降噪方面具有一定应用前景。 展开更多
关键词 C形槽 声子晶体 低频带隙 局域共振 汽车减振降噪
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耦合声学黑洞结构的飞碟型声子晶体宽频带隙机理 认领 引用
20
作者 陈俊豪 李俣慧 +3 位作者 陈国东 龙广成 谢友均 曾晓辉 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第11期3352-3361,共10页
为实现宽频带隙的声子晶体设计,本工作将仿生设计与声学黑洞结构相结合,基于局域共振理论,提出了一种飞碟型声子晶体。通过有限元法对该声子晶体的能带结构、振动模式及衰减特性进行计算,揭示了其带隙产生机理,并分析了几何参数对带隙... 为实现宽频带隙的声子晶体设计,本工作将仿生设计与声学黑洞结构相结合,基于局域共振理论,提出了一种飞碟型声子晶体。通过有限元法对该声子晶体的能带结构、振动模式及衰减特性进行计算,揭示了其带隙产生机理,并分析了几何参数对带隙的影响规律。结果表明:飞碟型声子晶体在0~1000 Hz产生了1条局域共振带隙,位于294~944 Hz,带隙宽度为650 Hz,带隙覆盖率为65%。带隙起始频率主要由散射体的平移振动决定,而截止频率则是由边缘结构左右两侧的反向振动决定。增加小梯形的高度可以提高带隙的起始频率,增加矩形的宽度可以调整带隙的截止频率,调整大梯形的高度则可影响带隙宽度。 展开更多
关键词 带隙 声子晶体 仿生设计 声学黑洞 局域共振
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