声子晶体中声子频率带隙与散射截面的关系

用平面波方法,研究了Pb圆柱体在环氧树脂基体中按周期性排列构成的声子晶体中弹性波频率带结构,同时计算了弹性波在这种二维周期性复合介质中的散射截面,阐述了声子频率带隙与散射截面的关系.     

Rayleigh波速的简化计算及其相应的弹性性质

分析了Ｓｔｒｏｈ方法，通过特征值的形式将二维变形的一般解表示出来。在此基础上，研究了弹性矩阵的物理意义及其结构，总结出一个新的计算表面波速的方法，最后讨论了Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌ极限状态。     

温度变化对一维声子晶体带隙的调控分析

设计出基体材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),散射体材料为钛酸锶钡(BST)的一维声子晶体匀直杆.因为组成该结构的2种材料的弹性模量和泊松比都与温度相关,温度的改变将引起材料物理参数的变化,从而导致晶体中弹性波带隙结构的变化.采用集中质量法,仿真计算该声子晶体中温度分别为30℃和45℃情况下,2种结构的带隙分布情况,寻找相应的变化规律。研究表明:对于一维二组元BST/PBT匀直杆状声子晶体结构,随着结构温度由30℃增大为45℃,该声子晶体的第1带隙及第2带隙的起始频率、截止频率以及带隙的中心频率降低;同时,温度增大能够减小第1带隙的带隙宽度,增大第2带隙的带隙宽度。温度变化为调控声子晶体的带隙特性提供了新的设计思路。另外,基于温度变化还可以通过改变结构晶格常数的取值来获得所需的带隙.     

等效参数法研究带圆柱通道橡胶体的声学性能

应用弹性波在带圆柱通道橡胶体内传播的理论，分析了穿孔橡胶体的吸声机理。针对有限厚的橡胶结构体，讨论了各等效参数及结构体的声学性能，用传递函数法把均匀圆柱通道结构推广至过渡型空腔结构的橡胶体。并通过对结构体样品的实验，证实了理论分析结果是正确的。     

基于多重散射理论的二维声子晶体带结构计算

二维固体结构声子晶体如平板、板壳在结构材料的减振、降噪方面有广泛的应用,研究二维固体结构声子晶体的禁带特性,对减振、降噪结构材料及声学滤波器的设计有重要的理论指导意义.用声子晶体带结构计算的多重散射理论,计算了二维碳一环氧树脂声子晶体的能带结构.结果表明,将波速较大的碳柱体按正方形周期排列放入到波速较小的环氧树脂中,在布里渊区两个主要方向上出现了完全禁带.     

Band gaps of elastic waves in 1-D phononic crystals with imperfect interfaces

Band gaps of elastic waves in 1-D phononic crystals with imperfect interfaces were studied. By using the transfer matrix method (TMM) and the Bloch wave theory in the periodic structure, the dispersion equation was derived for the periodically laminated binary system with imperfect interfaces (the traction vector jumps or the displacement vector jumps). The dispersion equation was solved numerically and wave band gaps were obtained in the Brillouin zone. Band gaps in the case of imperfect interfaces were compared with that in the case of perfect interfaces. The influence of imperfect interfaces on wave band gaps and some interesting phenomena were discussed.     

一维周期结构中弹性波的色散关系研究

分别采用3种方法,即分别基于连续统力学、晶格动力学（单弹簧振子）和多弹簧振子模型,对一维层合结构中的弹性波传播问题进行了研究,分析了一维声子晶体中SH波的色散关系与带隙结构．作为算例,计算了钨／天然橡胶声子晶体的剪切波传播特性,得到了一、二带隙起始、截止频率,对比了3种方法的计算结果．     

基于介质圆柱结构的复式二维光子晶体禁带研究

为提高二维光子晶体禁带带宽或产生完全禁带, 利用平面波展开法对二维正方排列介质圆柱和三角排列介质圆柱结构以及改变其晶胞形成的复式结构进行了禁带研究。研究结果表明, 对于介质柱结构, 实现禁带中心频率低频化的方式有两种, 即增大介质柱半径和增加介质柱折射率。当采用复式结构时, 一般可形成较大的TM(Transverse Magnetic)禁带, 同时为TE(Transverse Electric)禁带和完全禁带的形成提供了可能。通过改变晶胞结构, 破坏结构对称性是实现完全禁带的一种可行方法。     

挖孔对散射体形状为圆柱的二维液体-液体声子晶体带隙的影响

介绍了用平面波展开法计算二维正方形以及三角形排列,散射体为海水,散射体截面为环形,基质为汞的声子晶体。为了研究带隙的规律,固定了挖空的内圆半径为（0,1/12,1/13,1/14,1/15,1/16）。同时通过改变填充率来研究带隙的规律。结果发现当在实心的圆柱散射体上挖孔,最低带隙会在一些填充率下消失。     

船体结构粘弹性夹层阻抑振动波传递特性研究

基于波动理论分析了含粘弹性材料夹层的船体板架中振动波传递特性,给出粘弹性夹层对弯曲波的隔声量公式.同时将粘弹性夹层引入转角含阻振质量的典型船舶L型结构中,通过多次构造阻抗失配有效地阻断船体振动噪声主分量的传递.在此基础上,将这种复合隔振技术引入到动力舱段声学设计中并开展相应的数值实验.结果表明:粘弹性夹层对船体结构波具有较强的阻抑作用,夹层隔振性能随其杨氏模量降低及尺度增加而增大,夹层杨氏模量对隔声量的影响较其尺度更为显著,在刚性隔振基础上联合应用较小尺度的聚氨酯夹层可显著增加隔振效果并有效拓宽了隔振频带,具有较高的效费比.     

密度对声子晶体带隙的影响

从弹性波动方程出发,利用平面波展开法计算二维（三维）声子晶体的带结构,研究散射体与基体的密度比对最低带隙的影响,得出了最低带隙宽度和带隙边界随密度比的变化规律.数值计算结果显示随着密度比的增加,带隙下边界的频率降低,而上边界的频率升高,从而增加带隙宽度,且带隙能级不变.     

多锥结合壳流固耦合稳态动力响应分析

针对二维弹性波的反演问题，给出了一个同时重建三个弹性常数的层析成像方法，通过选择不同入射方向和偏振态的入射平面波，实现了三个参数的解耦，得到了相应的加权滤波反投影公式，并对一简单算例进行了数值反演模拟．     

Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物(311)A表面的电子结构特征

在考虑最近邻、次近邻相互作用的SP3模型基础上,采用形式散射理论的格林函数方法计算了Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物GaAs、InSb、InAs和GaP的(311)A表面的电子结构,给出了以上半导体材料体能带的表面投影能带结构,并给出了GaAs的(311)A表面的层态密度函数,分析了各表面态沿表面布里渊区高对称线的色散特性和(311)A表面的共同电子结构特征,计算结果与实验结果基本一致.     

消除近地表地震散射噪音的方法

假设近地表垂直点力产生的地震波场由入射波场和散射波场组成。散射波场由深层散射和浅层散射两个部分组成 ,若只考虑消除近地表区域的面波散射对地震资料的影响 ,则通过地震散射模型来估算近地表散射波分布。由波动理论建立近地表传播和散射模型 ,并在平行地表的一个网格面的各个节点上设置波阻抗差函数来近似地表的非均匀性。散射波场是入射波场与波阻抗差函数的函数。在这样的模式下 ,由炮集记录提取入射波场 ,进而通过最小二乘法 ,求解波阻抗差函数 ,最终得到散射波场的估计。从炮集记录中减去散射波场 ,实现地震散射噪音的衰减     

二维函数光子晶体不同函数形式对带隙结构的调控

用平面波展开法研究二维函数光子晶体介质柱介电常数不同的线性函数形式对横电(TE)波和横磁(TM)波带结构的影响.数值计算结果表明:二维函数光子晶体比二维常规光子晶体的带隙更宽;通过变换介质柱介电常数不同的线性函数形式可使二维函数光子晶体的带隙个数、位置和宽度均发生变化,从而实现对二维函数光子晶体带隙的调节.     

二维电磁晶体带隙结构的PWE法分析

针对常见的电磁晶体带隙分析方法存在耗时、不易理解等问题,推导了二维电磁晶体的平面波展开法(Plane Wave Expansion,PWE)模型,并采用平面波展开法分析了不同形状填充单元二维方格子电磁晶体的带隙结构。将电场(或磁场)、介电常数(或其倒数)展开为双重傅里叶级数,然后将其代入所满足的标量波动方程中,经过运算整理得出二维电磁晶体的本征方程,求解该方程,就可得到电磁晶体的带隙结构。计算结果表明,填充单元尺寸和相对介电常数均对带隙结构存在影响。最后,采用周期延拓,得出了两种电磁晶体的等效结构。通过结构等效,无需再推导相应电磁晶体的结构系数,利用本文的平面波展开法模型即可实现其带隙结构的求解,因而实现了简化分析。仿真数据与文献中的实验数据对比,验证了本方法的有效性。     

大气低频振荡的水平波状结构的理论解释

本文把慢变介质中波动的传播理论应用于正压大气中传播的Rossby波。慢变介质与域的球面性和基流的纬向结构有关。得到了波射线路径方程,导出了波作用密度守恒关系和波动能量密度变化方程,这与观测结果是一致的,并给出了低频振荡水平波状结构的简单解释。     

“非汉字符号”+~(12)C和“非汉字符号”+~(16)O弹性散射研究

在 Glauber多重散射理论近似下 ,采用反对称核波函数 ,使用一种唯象的 NN湮灭势 ,对 180 Me V的 p在 1 2 C和 1 6O上的弹性散射微分截面进行了计算。结果表明 :这种势模型与实验吻合得很好     

散射光强轮廓的波矢量空间变换研究

利用反射式随机表面的光散射实验测量系统,采用接收屏接收散射图样,用透镜对呈现在接收屏上的散射图样进行成像,并用CCD采集图样,测量了各向异性粗糙硅片在入射角40°-80°之间不同值时的光散射轮廓.根据散射理论可知,各向异性随机表面光散射的各种特征需在波矢量空间来研究,而在实验中只能测得实际空间的光散射轮廓,这需要将光散射轮廓由时间空间向波矢空间变换.笔者在理论上推导了它们之间的变换关系,并对所测得光散射轮廓的实际空间向波矢量空间进行具体变换,研究了各向异性随机表面在二维波矢空间的光散射轮廓分布.     

p+12C和p+16O弹性散射研究

在Glauber多重散射理论近似下,采用反对称核波函数,使用一种唯象的N^-N湮灭势,对180MeV的p^-在^12C和^16O上的弹性散射微分截面进行了计算,结果表明：这种势模型与实验吻合得很好。