周期性切缝声子晶体奇异的声折射及声超常材料对空气中微粒的操控

发布时间：2017-12-10 20:06

  本文关键词：周期性切缝声子晶体奇异的声折射及声超常材料对空气中微粒的操控

  更多相关文章： 声子晶体 负折射 声学分束 声超常材料 声辐射力

【摘要】：声子晶体可以灵活的对声波进行调控。早期人们主要集中于声子晶体带隙的研究。随着人们对声子晶体的深入研究,主要的研究方向逐渐从关注声子晶体的带隙转移到关注声子晶体的性质以及利用声子晶体研制新型声学器件上来。近年来,随着光超常材料的提出,声超常材料也成为了研究热点。本文运用有限元法来研究了传统声子晶体的声折射现象以及声超常材料对微粒的捕获。本文的具体工作分为以下三个方面:首先,系统研究了声波在周期性切缝声子晶体板的传播现象。详细分析了由回波和前波效应导致的不同的声折射现象;通过改变入射角和结构的几何参数分别实现了负折射、零折射、正折射现象。利用这些奇异的声折射特性,在高能带处,实现了另一种奇异的声学现象—声学分束,包括两分束、三分束现象。接着,利用深亚波长打孔声子晶体板实现对微粒的捕获。通过有效介质理论和带结构分析了它的共振模式为Fabry Pérot共振。我们利用二阶Fabry Pérot共振频率对应的局域声场,分析了声子晶体表面空间的力场分布,验证了深亚波波长打孔声学超常材料能实现对距表面40um左右的微粒的捕获。最后,我们研究了具有空间歪曲结构的声学超常材料的Mie共振理论所形成的单级共振模式,优化材料的几何参数从而获得强局域的声场。然后通过分析空间中微粒在这些强局域声场中受到的声辐射力大小和方向,实现对空气中微粒子的汇聚。
【学位授予单位】：吉首大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O735

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘启能;;固-流结构矩形声子晶体中弹性波的传输特性[J];振动与冲击;2010年12期

2 邱学云;黄亚伟;胡家光;施秀萍;;一维声子晶体应用探索[J];曲靖师范学院学报;2011年03期

3 李金凤;邓科;赵鹤平;;抗反射层结构平板声子晶体棱镜成像[J];吉首大学学报(自然科学版);2011年02期

4 邱学云;;声子晶体应用基础研究概述[J];文山学院学报;2011年03期

5 邱学云;黄亚伟;胡家光;施秀萍;;基于振动控制的一维声子晶体研究进展[J];文山学院学报;2012年03期

6 倪旭;张小柳;卢明辉;陈延峰;;声子晶体和声学超构材料[J];物理;2012年10期

7 左曙光;孟姝;魏欢;何吕昌;马琮淦;;声子晶体特性研究及在车身板件中减振降噪的应用[J];材料导报;2012年18期

8 徐永刚;段艳涛;安斓;林钱兰;朱海飞;林富锟;李永放;;一维非周期性声子晶体中声波动力学特性[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2013年03期

9 朱宇光;方云团;闵立清;胡维礼;;一维固-液声子晶体表面消逝波传播模式[J];人工晶体学报;2013年05期

10 陆延青;;离子型声子晶体[J];科学;1999年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王健君;;通过组装胶体颗粒实现特超声子晶体[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

2 陈久久;秦波;程建春;;二维表面波声子晶体的研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年

3 许震宇;沈琦;龚益玲;;一维声子晶体的数值和实验研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

4 刘晓峰;汪越胜;;夹层声子晶体板的缺陷态研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 吴英家;方庆川;凡友华;;新型声学材料——声子晶体的低频高效隔声性能研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第二卷）[C];2009年

6 徐伟;汪越胜;;二维声子晶体的等效非局部连续介质模型[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

7 刘耀宗;孟浩;李黎;温激鸿;;基于遗传算法的声子晶体梁振动传输特性优化设计[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

8 祝雪丰;阚威威;程建春;;采用超晶格平面波展开和谐频响应法对硅基兰姆波声子晶体的研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年

9 周小微;程建春;;二维声子晶体中低频弹性波传播的有效速度[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年

10 汪越胜;;声子晶体波传播特性的参数表征及计算方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 记者 张建列 通讯员 冯春;利用声波实现“隔空探物”[N];广东科技报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 邓科;声子晶体及声超常材料的特性调控与功能设计[D];武汉大学;2010年

2 阚威威;声人工结构对声波的调控研究[D];南京大学;2015年

3 李鹏;声子晶体点缺陷模式及其传感特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

4 王敬时;人工复合材料中声表面波传输特性研究[D];南京大学;2011年

5 黄洋;周期结构中波传播行为的主动和被动调控[D];浙江大学;2015年

6 张洪波;声子晶体板的带隙调控及减振性能的研究[D];湖南大学;2016年

7 赵浩江;声子晶体薄板结构及材料参数对振动带隙特性的影响分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 肖伟;声子晶体型周期复合结构禁带特性研究[D];华中科技大学;2007年

9 顾永伟;局域共振声子晶体的优化设计与模拟[D];上海交通大学;2009年

10 蔡力;声子晶体弹性波传播特性研究[D];国防科学技术大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王海洋;二维组合声子晶体薄板振动性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

2 沈耀辉;二维三组元局域共振型声子晶体稳态响应研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 邱春印;二维声子晶体的层间多重散射理论及声子晶体相关的应用设计[D];武汉大学;2005年

4 冯昆;二维三组元声子晶体低频稳态响应探究[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 王连坤;用于声子晶体检测的光外差测量技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

6 武维维;一维声子晶体透射谱的理论研究[D];华中科技大学;2011年

7 徐永刚;周期与非周期性一维声子晶体能带特性研究[D];陕西师范大学;2013年

8 胡爱珍;声子晶体缺陷态的温度控制及兰姆波禁带的低频调节[D];广东工业大学;2015年

9 徐超伟;基于钛酸锶钡铁电陶瓷的温度调控型声子晶体研究[D];湘潭大学;2015年

10 朱兴文;一维固液声子晶体的禁带特性研究[D];兰州交通大学;2015年

，

本文编号：1275712