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流固耦合二维声子晶体的数值模拟和实验研究

高斌 , 于桂兰 , 李建宝

人工晶体学报

为了研究流固耦合声子晶体的特性,本文应用有限元方法进行数值模拟并通过实验进行了验证.以二维钢柱/水正方晶格声子晶体为研究对象,利用ABAQUS有限元软件计算得到了完好周期和线缺陷情况下的传输谱和声压分布.同时利用脉冲响应技术进行实验测量,得到了以上两种情况下的带隙范围.结果表明,两种方法结果吻合得很好,说明有限元方法在计算流固耦合声子晶体问题上的优越性.

关键词: 流固耦合 , 声子晶体 , ABAQUS , 实验

二维声子晶体微腔能带结构的有限元分析与设计

李建宝 , 汪越胜 , 张传增

人工晶体学报

本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法.该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界上应用Bloch定理,求解得到的实数特征方程,获得频散曲线.与已有计算方法相比,该方法在适用性、计算速度、精确度和收敛性等方面具有明显的优越性.在此基础上使用发展的有限元方法分析研究了不同形状的声子晶体微腔的能带结构特性.结果表明这些晶体结构对于特定频率的声波可以将其限制在声子晶体微腔内,在一定环境下有着较好的吸声降噪功能.

关键词: 声子晶体 , 周期结构 , 微腔 , 能带结构 , 有限元法

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