声子晶体是一种高频散弹性材料,一般由两种或两种以上介质周期性分布构成。当弹性波在声子晶体中传播的时候,受内部周期结构作用,某些频率范围内的弹性波不能传播。声子晶体的这一特性已经广泛用于滤波、波导、传感、声聚焦和拓扑声子学等方面。本文提出了一种基于半无限大基底的层合柱声子晶体模型。利用有限元仿真软件Comsol在科学研究和工程应用领域中处理偏微分方程的优越性,研究层合柱基声子晶体的表面波带隙特性。本文的主要研究工作如下:第一章绪论部分概述了声子晶体的研究背景和当前的研究现状,并且详细介绍了声子晶体的基本概念和理论基础。第二章详细描述了有限元包COMSOL Multiphysics的特点和应用领域。具体介绍了求解声子晶体能带结构的过程和方法。此外,详细描述了叉指换能器的激发原理,结合完美匹配层优良的吸收特性,模拟求解声表面波在柱基声子晶体耦合表面传播的透射谱。第三章和第四章分别提出了两种在半无限大Zn O基底上的层合柱状声子晶体模型—纵向层合柱和径向层合柱。引入体积分数的概念,分别对一维和二维声子晶体带隙特性进行研究,分析了夹层材料占比以及接触材料种类对声子晶体能带结构的影响。此外,通过对模态位移场的分析,并结合计算出的声表面波的透射谱,对两种结构的层合柱声子晶体带隙特性和局域共振机理进行深入的研究。第五章主要分析声子晶体的缺陷模式,通过引入线缺陷来研究超晶胞结构层合柱中不同材料体积分数、不同缺陷位置等对缺陷态的影响。此外,研究了构件内摩擦引起的结构阻尼和构件连接界面间的相对滑移等对层合柱状声子晶体能带结构和透射谱的影响。