轴对称低频局域共振声子晶体带隙分析及优化

O735%TB53; 本文提出了一种新型轴对称Helmholtz声子晶体(AHPC),并对其进行了深入研究.通过建立数值模型,获取了AHPC结构的完整带隙,揭示了其带隙形成机理,描述了带隙边缘的声压分布特性,并通过实验获取了低频带隙,验证了数值模型的准确性.本文定量化地研究了颈部长度、颈部宽度和腔体长度对低频带隙宽度和带隙边缘频率的影响,明确了这三个参数是影响带隙分布的主要因素.其中颈部长度、腔体长度与带隙宽度正相关,与带隙边缘频率负相关,颈部宽度与带隙宽度和带隙边缘频率均呈正相关.基于Box-Behnken模型进行了响应面分析,得到了带隙宽度和带隙下限与三因素值间的函数关系.基于已获得的函数...

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Published in人工晶体学报 Vol. 53; no. 7; pp. 1177 - 1185
Main Authors 王仲, 姜娇, 宋洋, 张磊, 谷泉
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 辽宁科技学院机械学院,本溪 117004%沈阳工业大学机械工程学院,沈阳 110870 15.07.2024
Subjects
响应面
参数优化
phononic crystal
带隙分析
Helmholtz
parameter optimization
local resonance
声子晶体
response surface
bandgap analysis
局域共振
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2024.07.010

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Summary:O735%TB53; 本文提出了一种新型轴对称Helmholtz声子晶体(AHPC),并对其进行了深入研究.通过建立数值模型,获取了AHPC结构的完整带隙,揭示了其带隙形成机理,描述了带隙边缘的声压分布特性,并通过实验获取了低频带隙,验证了数值模型的准确性.本文定量化地研究了颈部长度、颈部宽度和腔体长度对低频带隙宽度和带隙边缘频率的影响,明确了这三个参数是影响带隙分布的主要因素.其中颈部长度、腔体长度与带隙宽度正相关,与带隙边缘频率负相关,颈部宽度与带隙宽度和带隙边缘频率均呈正相关.基于Box-Behnken模型进行了响应面分析,得到了带隙宽度和带隙下限与三因素值间的函数关系.基于已获得的函数表达式,采用内点法对结构参数进行了优化,并通过数值模拟验证了优化结果,得到了具有298.49～519.27 Hz低频带隙的最优AHPC结构.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2024.07.010