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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
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TN204[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械工程学院,西安710049
  • 相关基金: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); 中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题
  • 相关项目:基于声子带隙特性的振动能量回收研究
中文摘要:

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200Hz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18Hz.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.

英文摘要:

In this paper, a novel locally resonant structure with composite units is proposed. Formation mechanisms and low-frequency characteristics of the band gaps in the proposed structure are investigated using finite element methods. Frequency positions of band gaps depend on natural frequencies of the corresponding locally resonant modes. And the gap width is related to both the Q factor of the locally resonant modes and the interaction strength in-between the locally resonant structural units. Phononic crystal structures with composite units exhibit multiple resonances and band gaps in low-frequency range, depending on the arrangement of locally resonant units. Due to the mode degeneracy of the vertical and horizontal local resonances, the composite structures possess band gaps below 200Hz with the total gap width more than 60% and the lowest frequency down to 18Hz. The structures and results provide a new effective method for phononic crystal structures to obtain broadband gaps in low-frequency range.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876