二维压电声子晶体中声表面波的四阶散射矩阵理论

发布时间：2019-04-04 15:05

【摘要】：采用二维声子晶体四端口模型,提出了四阶散射矩阵理论描述二维声子晶体的方法。首先,考虑声子晶体在平面的二维特性,建立四端口的四阶散射矩阵。为了得到散射矩阵的参数,构建了叉指换能器中间放置声子晶体的器件模型,叉指换能器作为激发和接收端,声子晶体作为传输通道。然后,通过有限元软件计算出模型的电学参数,分别结合叉指换能器和声子晶体的混合矩阵(P矩阵)和四端散射矩阵,推导和计算出四阶散射矩阵的参数值。作为实例,128°YX铌酸锂基片上,制作了叉指换能器和圆柱孔声子晶体点阵,理论和实验上均得到反射、透射和散射系数,实验结果和理论计算结果较为吻合。
[Abstract]:Based on the four-port model of two-dimensional phonon crystals, a method of describing two-dimensional phononic crystals based on fourth-order scattering matrix theory is proposed. Firstly, considering the two-dimensional properties of phonon crystals in plane, a four-port fourth-order scattering matrix is established. In order to obtain the parameters of scattering matrix, the device model of phonon crystal placed in the middle of the InterDigital transducer is constructed, in which the InterDigital transducer is used as the excitation and receiving end, and the phonon crystal is used as the transmission channel. Then, the electrical parameters of the model are calculated by finite element software. The parameter values of the fourth-order scattering matrix are derived and calculated by combining the mixed matrix (P matrix) and four-terminal scattering matrix of the InterDigital transducer and phonon crystal respectively. As an example, InterDigital Transducer and Cylindrical phonon Crystal Lattice have been fabricated on 128 掳YX lithium niobate substrate. The reflection, transmission and scattering coefficients have been obtained theoretically and experimentally. The experimental results are in good agreement with the theoretical calculation results.
【作者单位】： 中国科学院声学研究所;北京理工大学光电学院;
【基金】：国家自然科学基金(11174318;11304346)
【分类号】：O735

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 温激鸿,刘耀宗,王刚,赵宏刚;声子晶体弹性波带隙理论计算及实验研究[J];功能材料;2004年05期

2 郁殿龙,刘耀宗,邱静,王刚,温激鸿,赵宏刚;一维声子晶体振动特性与仿真[J];振动与冲击;2005年02期

3 赵宏刚,刘耀宗,温激鸿,韩小云;心材密度及弹性模量对二维局域共振型声子晶体声波禁带的影响[J];材料科学与工程学报;2005年05期

4 黄小益,彭景翠,张高明,翦之渐;声子晶体中弹性波带隙与散射[J];功能材料;2005年02期

5 李晓春;易秀英;肖清武;梁宏宇;;三组元声子晶体中的缺陷态[J];物理学报;2006年05期

6 王留运;熊滨生;王兴;;任意散射体二维声子晶体的带结构计算方法[J];郑州大学学报(工学版);2006年02期

7 王文刚;刘正猷;赵德刚;柯满竹;;声波在一维声子晶体中共振隧穿的研究[J];物理学报;2006年09期

8 塔金星;;21世纪最具潜力的新型带隙材料——声子晶体[J];现代物理知识;2006年05期

9 曾广武;肖伟;程远胜;;多组声子晶体复合结构的隔声性能[J];振动与冲击;2007年01期

10 肖伟;曾广武;;基于波传播法的一维声子晶体禁带[J];机械工程学报;2007年01期

相关会议论文 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 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

7 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

8 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

9 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

10 宿星亮;高原文;;声子晶体材料在低频噪声阻隔中的应用[A];现代数学和力学(MMM-XI)：第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年

相关硕士学位论文 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 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

9 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

10 籍夫建;外场对声子晶体梁弯曲振动带隙特性影响研究[D];国防科学技术大学;2007年

，

本文编号：2453930