声子晶体局域共振型声子晶体
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时间:2024-10-22 07:18
局域共振型声子晶体的概念最早于2000年由刘正猷在Science上提出。这一理论通过将硅橡胶包裹的铅球按照简单立方晶格排列在环氧树脂基体中进行了实验验证,证实了单元特征长度为2cm的结构具有低于400Hz的低频带隙,显著优于同样尺寸的Bragg散射型声子晶体。近十年,该领域吸引了大量学者的深入研究。
局域共振型声子晶体之所以受到广泛关注,源于其优越的低频特性。在局域共振结构中,通过将较硬的芯球包裹在中间很软的包覆层内,与基体相连,形成了具有低频共振的单元。当基体中传播的弹性波频率接近共振单元的共振频率时,该结构将与弹性波发生强烈的耦合作用,导致带隙的产生,使得弹性波无法继续向前传播。
局域共振型声子晶体的结构特点显著,包括:
1. 具有远低于相同尺寸布拉格带隙的带隙频率,实现了“小尺寸控制大波长”的效果。
2. 带结构中存在平直带,内部波场展现出局域化共振现象。
3. 带隙由单个散射体的局域共振特性决定,与散射体的排列方式无关。
4. 带隙宽度随填充率的增加而单调增加。
值得注意的是,目前国际上对于局域共振型声子晶体尚无统一定义,但以上四条基本特征通常被用作判断局域共振型声子晶体的依据。
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