缝隙特征声子晶体的禁带机理及其应用基础研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第14-32页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第14-16页 |
| 1.2 声子晶体基本概念及特性 | 第16-20页 |
| 1.2.1 声子晶体基本概念 | 第16-17页 |
| 1.2.2 声子晶体基本特性 | 第17-20页 |
| 1.3 声子晶体国内外研究现状 | 第20-28页 |
| 1.3.1 声子晶体禁带机理研究现状 | 第20-22页 |
| 1.3.2 声子晶体禁带计算方法研究现状 | 第22-24页 |
| 1.3.3 声子晶体禁带特性研究现状 | 第24-27页 |
| 1.3.4 声子晶体应用探索的研究现状 | 第27-28页 |
| 1.4 缝隙特征声子晶体 | 第28-29页 |
| 1.5 本文主要工作 | 第29-32页 |
| 1.5.1 研究思路 | 第29-31页 |
| 1.5.2 章节主要内容 | 第31-32页 |
| 2 声子晶体禁带机理研究的基础理论与可视化方法 | 第32-52页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 声子晶体研究的物理学基础 | 第32-36页 |
| 2.2.1 声子晶体结构的物理学描述 | 第33-34页 |
| 2.2.2 布洛赫定理 | 第34-35页 |
| 2.2.3 弹性波基本方程 | 第35-36页 |
| 2.3 基于有限元理论的可视化方法 | 第36-46页 |
| 2.3.1 能带图计算 | 第36-40页 |
| 2.3.2 传输特性曲线计算 | 第40-43页 |
| 2.3.3 本征模态可视化视图的获得 | 第43-44页 |
| 2.3.4 时频域可视化视图的获得 | 第44-45页 |
| 2.3.5 方法小结 | 第45-46页 |
| 2.4 算例验证 | 第46-51页 |
| 2.4.1 布拉格散射型声子晶体计算验证 | 第46-48页 |
| 2.4.2 局域共振型声子晶体计算验证 | 第48-51页 |
| 2.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 3 缝隙特征声子晶体禁带机理研究 | 第52-76页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 缝隙特征声子晶体计算模型 | 第52-53页 |
| 3.3 缝隙特征声子晶体禁带机理的可视化研究 | 第53-65页 |
| 3.3.1 能带结构分析 | 第53-55页 |
| 3.3.2 传输特性分析 | 第55-57页 |
| 3.3.3 原胞本征模态分析 | 第57-59页 |
| 3.3.4 有限结构稳态声场分析 | 第59-63页 |
| 3.3.5 声子晶体内的能量分布 | 第63-64页 |
| 3.3.6 禁带机理小结 | 第64-65页 |
| 3.4 缝隙参数的作用机制分析 | 第65-69页 |
| 3.4.1 缝宽参数对禁带特性的影响 | 第65-67页 |
| 3.4.2 缝指向参数对禁带特性的影响 | 第67-68页 |
| 3.4.3 缝隙数量对禁带特性的影响 | 第68-69页 |
| 3.5 布拉格禁带的管道理论模型 | 第69-74页 |
| 3.5.1 管道理论模型的引入 | 第70-71页 |
| 3.5.2 简单结构禁带计算显式公式的推导 | 第71-73页 |
| 3.5.3 简单结构禁带计算显式公式的验证 | 第73-74页 |
| 3.6 本章小结 | 第74-76页 |
| 4 基于缝隙特征的气体基声子晶体结构设计 | 第76-94页 |
| 4.1 引言 | 第76页 |
| 4.2 内板筋结构声子晶体 | 第76-82页 |
| 4.2.1 计算模型 | 第76-77页 |
| 4.2.2 禁带特性及禁带产生机理 | 第77-79页 |
| 4.2.3 板筋参数对禁带的影响分析 | 第79-82页 |
| 4.3 交叉板结构声子晶体 | 第82-87页 |
| 4.3.1 计算模型 | 第82页 |
| 4.3.2 能带及传输谱计算 | 第82-83页 |
| 4.3.3 禁带产生机理分析 | 第83-84页 |
| 4.3.4 交叉板参数对禁带的调制规律分析 | 第84-87页 |
| 4.4 多材料耦合声子晶体 | 第87-93页 |
| 4.4.1 吸声材料耦合声子晶体计算模型 | 第87-89页 |
| 4.4.2 吸声材料耦合声子晶体禁带特性 | 第89-90页 |
| 4.4.3 吸声材料耦合声子晶体实验测试 | 第90-93页 |
| 4.5 本章小结 | 第93-94页 |
| 5 基于缝隙特征的固体基声子晶体结构设计 | 第94-118页 |
| 5.1 引言 | 第94页 |
| 5.2 二维Neck结构声子晶体 | 第94-102页 |
| 5.2.1 计算模型 | 第95-96页 |
| 5.2.2 禁带特性分析 | 第96-99页 |
| 5.2.3 禁带的影响因素分析 | 第99-102页 |
| 5.3 一维Neck结构声子晶体板 | 第102-107页 |
| 5.3.1 计算模型 | 第102页 |
| 5.3.2 禁带特性及机理分析 | 第102-105页 |
| 5.3.3 Neck结构参数对禁带的影响分析 | 第105-107页 |
| 5.4 二维Neck结构声子晶体板 | 第107-113页 |
| 5.4.1 计算模型 | 第108页 |
| 5.4.2 禁带特性及机理分析 | 第108-110页 |
| 5.4.3 Neck参数对板波禁带的灵敏度分析 | 第110-113页 |
| 5.5 有限尺寸声子晶体透射性能分析 | 第113-116页 |
| 5.5.1 周期层数对透射性能的影响 | 第113-114页 |
| 5.5.2 入射方向对透射性能的影响 | 第114-116页 |
| 5.6 本章小结 | 第116-118页 |
| 6 基于缝隙特征的缺陷态声子晶体结构设计 | 第118-134页 |
| 6.1 引言 | 第118页 |
| 6.2 点缺陷选频声子晶体 | 第118-124页 |
| 6.2.1 点缺陷声子晶体能带结构 | 第119-121页 |
| 6.2.2 点缺陷声子晶体选频特性分析 | 第121-122页 |
| 6.2.3 缝隙特征对点缺陷能带的调制性能分析 | 第122-124页 |
| 6.3 线缺陷波导声子晶体 | 第124-131页 |
| 6.3.1 线缺陷声子晶体缺陷态特性分析 | 第124-126页 |
| 6.3.2 线缺陷声子晶体实验测试 | 第126-129页 |
| 6.3.3 线缺陷波导频段可调制性分析 | 第129-131页 |
| 6.4 线缺陷与点缺陷模态关系分析 | 第131-132页 |
| 6.5 本章小结 | 第132-134页 |
| 7 结论与展望 | 第134-137页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第134-135页 |
| 7.2 特色和创新 | 第135-136页 |
| 7.3 下一步工作展望 | 第136-137页 |
| 参考文献 | 第137-146页 |
| 致谢 | 第146-147页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第147-149页 |
