论文部分内容阅读
以二维铁/水正方形排列声子晶体平板为主板模型,用时域有限差分法(FDTD),分析了二组元、三组元栅板以及缺陷栅板对主板声波通透性的影响,具体内容如下:1,栅板的填充率、栅板相对于主板的位置、栅板本身的厚度、栅板内部散射体的密排结构等都会影响主板对声波的通透性。其中栅板内部散射体的密排结构的影响较栅板的填充率、栅板相对于主板的位置、栅板本身的厚度等因素的影响要大。栅板的密排结构可以极大地影响主板的声通透性,乃至出现高频带隙;大填充率的栅板较小填充率的栅板对带结构的影响更大;三层栅板较单层栅板的影响大。2,二组元结构栅板中,具有极软材料散射体的栅板,通常会导致主板带结构在低频范围出现带隙;三组元包层体系如橡胶(铅)/水,橡胶(铁)/水和橡胶(空气)/水等‘硬’芯‘软’包层类型栅板,会导致低频带隙,这类体系的散射体芯柱材料对带隙的影响相对较小;三组元包层体系如铅(橡胶)/水,铁(橡胶)/水和空气(橡胶)/水等‘软’芯‘硬’包层类型栅板,外层‘硬’材料主导了散射的效果;‘硬’芯‘软’包层单板和‘软’芯‘硬’包层单板的混合体系,会出现带隙的叠加效果,而且与它们单板组合的前后顺序关系不大。3,栅板厚度对声子晶体主板带隙的调节一般具有加强的效果,且这种效果与带隙的形成原理有关。其中,对于具有局域共振结构的三组元栅板体系,随着栅板层数的增多,厚度增大,低频范围处的透射率会逐渐降低,并趋向零,出现更宽的低频带隙;二组元栅板体系中,在不考虑散射过程中能量的损失情况下,栅板的厚度对主板带隙的调节作用不大。4,栅板中缺陷对主板带隙的调节作用因缺陷的不同而不同。二组元橡胶/水栅板中,单个线缺陷会引入缺陷态,使原宽带隙破碎成若干小的带隙;引入更多的线缺陷,原带隙就更为破碎,透射率出现不规则的变化。其它如阱状缺陷、V形缺陷栅板对主板带结构的影响,因缺陷不同而呈现不完全规则的变化。一般来讲,缺陷的规模和大小与带隙的变化成正相关性。