声学超材料的声振耦合数值分析

为了研究声振耦合对声学超材料结构位移响应的影响,以有限元软件ABAQUS为设计平台,建立具有周期性结构的声学超材料耦合模型。当声学超材料结构经受声-振复合环境激励时,通过ABAQUS声学有限元法和声固耦合算法,对声学超材料的有限元模型在声音、振动共同作用下进行计算机仿真。结果表明:声振复合环境激励下的超材料结构位移响应比声、振单独激励下位移叠加后的结果要大。揭示出声振耦合对超材料结构位移响应的影响规律,实现了ABAQUS软件同时对声振复合环境进行数值模拟。     

基于COMSOL Multiphysics有限元法的声人工结构负切模量分析

设计了一个由包层单元组成的声学人工材料,利用COMSOL Multiphysics有限元软件对其进行了色散分析,发现利用该单元的共振转动模式可以实现负的有效切模量.     

一种用于声学显微镜的新型换能聚焦系统——玻璃金属球面换能器

声学换能与聚焦系统是扫描声学显微镜的主要部件.作者提出并研制成一种新型换能聚焦系统——玻璃金属球面换能器.它克服了过去常用的两种系统——Quate的单透镜及中钵宪贤的冲压成形球面换能的不足,具有避免杂散声场和分辨率高等优点,同时其结构与工艺适宜于在高达数百至数千兆赫的频率下实现.在本文中,作者描述了它的结构、工艺、理论分析及实验测量结果.     

金刚石振膜传声器

<正> 自从Setaka等人实现了在低温低压下,用化学气相沉积法合成金刚石薄膜以来,金刚石薄膜的合成、性质及应用研究均取得重大进展。金刚石薄膜具有优异的电学、光学、声学、热学和机械性能,它是一种有非常广阔应用前景的新型功能材料。金刚石薄膜的高化学稳定性、高弹性模量(比金属镍高一个量级)、相对低的密度(和铝差不多)以及低的热膨胀系数(它几乎低于已知的各种材料,约为0.8×10~(-8)/℃),用它作用声学材料,具有其它材料不可比拟的优势。     

偏振无关超材料吸收器的研究

为了实现超材料吸收器在宽波段上具有高吸收效率,本文利用金属和介质层堆砌成具有金字塔结构的超材料吸收器。该种超材料吸收器结构具有90°旋转对称的特性,因此其在任意偏振上均能保持高吸收效率。经过模拟计算可得,本文设计的超材料吸收器在波段为0.747～2.665μm时具有90%以上的吸收效率,而且TE和TM偏振具有相同的吸收效率。     

基于零折射率材料的弯曲声学波导

设计了一种具有零折射率效应的三维声子晶体,该声子晶体的有效密度和倒体积模量在类狄拉克频率附近均趋近零,声波的有效速度接近于无限大,波长远大于所通过结构的尺度,声波可以完美地穿过声子晶体且不会改变其传输特性.利用该声子晶体设计了一种弯曲的声学波导,研究发现涡旋声束通过该波导后,涡旋特性稳定不变,对于声学涡旋的多方向操控具有指导意义.     

具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器的研究

采用新型的功能材料——超磁致伸缩材料作为微位移器件,研制了一种具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器,并建立了其微位移闭环控制系统.提出了一种高分辨率、无摩擦、传感/位移传递一体化的圆形膜片式柔性结构,作为超磁致伸缩微位移执行器的微位移传递和感知机构.应用薄板弯曲理论得出了相应的挠度、应变变化率的解析表达式及分布曲线,确定了微位移感知传感器的分布形式,实现了执行器的微位移感知功能.同时,对研制的具有位移感知功能的超磁致伸缩微位移执行器及其微位移闭环控制系统进行实验研究,结果表明:执行器的微位移感知灵敏度和系统的微位移闭环控制精度较高.     

石墨烯超表面光学性质研究进展

超表面是具有亚波长尺度周期性人造结构的一种二维超材料,通过结构设计,对入射电磁波进行控制,在各类器件上有非常广泛的应用前景.石墨烯具有独特的电学、光学、热学和机械特性,石墨烯超表面受到了越来越多的关注.利用外部电压改变石墨烯的电导率可以灵活地设计出不同功能的器件.介绍了超表面的基本概念,根据超表面的分类简述了各类石墨烯超表面的发展进程,并对目前问题和未来发展趋势进行了讨论.     

300～700兆赫透射式扫描声学显微镜的研究和试制

在本文中作者描述了工作在300～700兆赫的透射式扫描声学显微镜的研究试制工作.介绍了显微镜的设计和结构,所用声学聚焦系统、换能器及显微镜的机械微波和电路部分.理论分析和实验结果表明该声学显微镜的分辨率不劣于2微米,达到了衍射极限.最后给出了使用该显微镜所获得的一些样品的图像.     

二维铁电材料的理论研究进展

对铁电材料的性质和应用的研究已成为材料科学和凝聚态物理领域热门的研究课题之一搜寻和设计结构稳定性好、居里温度高的二维铁电材料可以克服传统钙钛矿型铁电材料在尺度降低时电极化退化的缺点，有利于在技术上实现铁电元器件的小型化、集成化由于实验上制备出来的二维铁电材料比较少，本文重点介绍以第一性原理计算方法为主要手段在二维铁电材料方面取得的最新理论研究成果首先介绍近年来预测的面内极化型和垂直极化型的二维本征铁电材料然后介绍理论上提出的在二维材料中引入铁电性或者增强铁电稳定性的各种方法，包括表面吸附、插层原子、外加应变、电场和选择合适的衬底等最后对二维铁电材料理论研究中存在的问题和未来的研究方向进行讨论     

表面等离子体在波导-共振环微腔结构的传输特性

表面等离子体在波导与共振微腔结构器件传输中的特性,在光通信、光电信息、集成光学等领域有广泛的应用。本研究提出了一种等离子体波导与共振环微腔结构组成的设计方案,利用传输矩阵法和耦合模理论对该结构进行理论分析。通过模拟微环谐振腔的传输特性,得到不同波长下环腔结构的光场分布图及透射率谱线,发现了该结构存在滤波特性。进一步改变结构参数,发现改变耦合间距和波导宽度等参数对滤波特性均有影响,利用时域有限差分(FDTD)算法模拟场分布验证了本研究的理论设计。该设计结构紧凑、尺寸小巧,容易被集成到光学线路中,有潜力发展成为新一代纳米集成光路的基本元器件。     

多功能复合材料结构模型研究

根据超高速碰撞破坏原理,对抗动能多功能复合材料的结构模型进行了试验研究,并设计了几种结构模型.实验表明,所提出的陶瓷基复合材料迎击面加固防护层、多孔复合基体缓冲层和Kevlar织物增强环氧树脂结构层等试验模型具有良好的抗超高速撞击功能.     

Synthesis and Structure of 2,8,14,20-Tetra-lso-Butyl-Pyrogallol [4] Arene

杯芳烃是一种具有独特空穴结构和良好性能的大环超分子主体化合物,在超分子材料、离子传感器等研究领域具有广泛应用.以邻苯三酚、异戊醛为原料合成了2,8,14,20-四异丁基-邻苯三酚杯[4]芳烃.运用红外光谱,核磁共振氢谱、碳谱以及X-射线单晶衍射对其结构进行了表征.     

2,8,14,20-四异丁基-邻苯三酚杯[4]芳烃的合成及结构

杯芳烃是一种具有独特空穴结构和良好性能的大环超分子主体化合物,在超分子材料、离子传感器等研究领域具有广泛应用.以邻苯三酚、异戊醛为原料合成了2,8,14,20-四异丁基-邻苯三酚杯[4]芳烃.运用红外光谱,核磁共振氢谱、碳谱以及X-射线单晶衍射对其结构进行了表征.     

振动成型法骨架密实型结构在半刚性基层中的应用分析

骨架密实型半刚性基层能够显著提高高等级公路的基层强度和基层抗裂缝能力,减少高等级沥青路面的反射裂缝,具有较好的路用性能;骨架密实型半刚性基层混合料配合比材料选择要求较高,施工工艺更复杂,但是到目前为止还没有在材料设计、施工方法、材料设计控制指标以及检测方法上形成很成熟的经验,本文结合在一级公路中的应用对半刚性基层的振动成型法骨架密实型结构进行了分析和探讨。     

共振效应对有机物性质的影响

具有相似结构的有机物在物理性质上表现出明显的差异,在化学性质上表现出不同的活性和变化规律．应用共振理论研究结构、解释现象,直观而且易于应用．     

轴流混输泵串列叶栅内流场特性及其诱导噪声研究

为研究轴流式混输泵内声场噪声特性,以自主设计的轴流式油气混输泵为研究对象,基于SST k-ω模型模拟泵内部非定常流场,提取非定常压力脉动信号,运用声学软件LMS Virtual Lab直接边界元法DBEM求解混输泵叶轮部件、导叶部件引致的噪声。分析了混输泵叶栅内压力场、速度场、压力脉动和泵进、出口场点声压级分布规律。结果表明:叶栅内压力脉动受叶片通过频率以及动静干涉作用的影响,随流量的增大,压力脉动受动静干涉的作用逐渐增强,受泵转速的影响逐渐减弱;混输泵内声场噪声频谱特性与压力脉动有一定的关联,叶轮诱导噪声明显大于导叶诱导噪声,叶轮与导叶之间的动静干涉作用是混输泵内声场噪声的主要影响因素。     

从空间、时间及色彩特性分析超高清电视技术参数

超高清电视是高清电视的下一代技术,具有超高的图像分辨率,有3D声场,可以为使用者带来一种"身临其境"的视觉体验和享受,更具临场感和真实感,对视频质量及显示终端都进行了更高的发展与创新。本文从超高清电视的优势入手,从空间、时间以及色彩特性方面对超高清电视的技术参数进行了相应分析。     

C2碳力学性质与电子结构的第一性原理研究

新型碳同素异形体的预报及其结构性质研究对设计新型超硬材料具有重要意义。基于第一性原理方法，报道了一种新型碳同素异形体C2碳。C2碳是一种正交晶系的晶体，晶体结构属于C222₁空间群。通过弹性常数计算分析了C2碳的力学稳定性；通过声子结构计算分析了C2碳的动力学稳定性；通过能带结构和态密度计算分析了C2碳的电子结构；通过强度和硬度性质计算分析了C2碳的力学性质。计算得到，C2碳具有1.875 eV的禁带宽度，硬度达到85.40 GPa,是一种兼具超硬特性及宽禁带半导体特性的碳同素异形体。     

在结构声研究中的力矩激励

介绍一种由两根平行的磁致伸缩棒组成的力矩激振器，并提出它的声学和磁学方面的设计，对三种不同结构的激振器分别以并行和串行磁路结构的磁偏置进行了分析和研究，为优化力矩激振器的设计提供了依据。