导读:本文包含了弹性声子论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:声子晶体,弹性波,能带图,亚晶格
弹性声子论文文献综述
罗继承,黄宏波,陈久久[1]（2019）在《梯度声子晶体中的赝磁场与弹性朗道能级》一文中研究指出0引言受石墨烯电子在应变工程中的启发[1-4],研究者们在光子和声子系统中发现了类似的磁致量子现象[5-7]。之前的声子晶体的类磁效应研究大部分限制在流体介质中。而在固体介质中,弹性波存在横波与纵波的耦合,因此将应变工程延伸到固体声子晶体中变得更复杂更具有挑战。本文通过构建具有单向梯度变形的雪花形声子晶体,在弹性波系统中成功生成了赝磁场。然后,进一步探讨了赝磁场所诱导的弹性朗道能级,此外在我们所设计的声子系统中再现了狄拉克材料的(本文来源于《2019年全国声学大会论文集》期刊2019-09-21）
王振[2]（2019）在《弹性波声子晶体的物理效应研究》一文中研究指出在过去二十年中,一种新型的材料,即声子晶体(PnC),由于其具有结构以及组成材料极高的可设计性、以及对声波的超常调控等优异性能,成为了物理学,数学和工程学等不同学科的研究人员的研究焦点。近五年来,由石墨烯物理学和拓扑电子态引导的结构设计通过经典地再现量子效应的现象进一步拓宽了声子晶体的研究领域。然而,在过去的研究中,为了表征带隙和波导的特性,大多数研究人员采用测量透过率的方式。相对而言,在基于声子晶体的带隙以及波导的研究中关于声场分布的实验信息是相对较少的。另一方面,弹性波(特别是连续介质中的线性应力波)的拓扑态(特别是量子霍尔族)已在理论工作中预测。但是它们都没有通过实验证明,主要是获取弹性波赝自旋的位相信息是一个需要克服的难点。迄今为止,大部分声学拓扑态都是在流体空气声(纵波)系统中实现的,其实际作用在很大程度上受到限制。本论文旨在结合双波混合激光干涉原理来研究声波在人工带隙材料中的传输特性。具体内容包括:1.自主研发了一套光学兰姆波2D扫描测量系统。本文中将双波混合激光干涉的原理与人工声子带隙材料的实验研究相结合,不仅仅提高了测量精度(光斑约为波长的7/1000),而且可以通过非接触式的测量有效的规避了传统声学接触式测量过程中因探头与样品之间的相互作用的产生的影响。为研究人工声子带隙材料中的一些新奇的物理现象,比如弹性波体系中的局域声子腔模式,量子自旋霍尔效应,以及谷霍尔效应等,提供了一个良好的实验手段。2.提出了一种将实心和空心不锈钢圆柱按照叁角晶格周期排列的PnC来引导弹性波局域声子腔模式的设计思路。同时,实验上通过光学实验以超高分辨率方式对声子晶体表面进行了 2D成像。其中光斑直径约为声波波长的7/1000。考虑到这种空心柱可以在光学或声学高Q谐振器中发挥非常重要的作用,以及回音壁结构高度的可调控性能,在光声多路波分复用器件中将会有很好的潜在应用价值。3.将谷间散射免疫机制引入弹性慢波器件的设计中。通过破缺PnC系统空间反演对称性打开Dirac简并点同时得到兰姆波谷赝自旋态。重要的是,当以某些特定方式改变PnC中A,B原子位的势能比可以有效的调节谷赝自旋边界态的色散结构。通过这种方式,可以实现边缘态的色散可以在较宽波失范围内接近于平带,即具有相对小的斜率值同时覆盖体带隙中相对宽范围的布里渊区。表明该波导同时具有超慢速和背向散射抑制两种特性。这种慢波波导不需要引入外场的调控,为设计具有低传输损耗的慢声器件提供了 一种切实可行的设计思路。4.基于双波混合干涉仪实验,将电子系统中量子自旋霍尔效应(QSHE)的概念引入到弹性波系统中。在宏观尺寸下,同时观察到弹性量子自旋霍尔效应拓扑态的幅值以及相位信息。在实验上验证了弹性QSHE。弹性波的拓扑传输可以有效克服结构缺陷引起的背向散射,这个优点有望在精密弹性波器件方面有所应用或者创新,比如高Q值弹性波谐振器等。综上所述,本文用光学实验验证了人工带隙材料中的弹性波新奇的传输特性,比如回音壁模式,量子自旋霍尔效应拓扑态。设计了一种同时具有鲁棒性以及零色散特性新型的慢声器件。实验过程中不仅仅研究了缺陷态单点的透过率,除此之外,还采用非接触式的光学测量实现了人工声子带隙材料2D高分辨率声场成像。本文内容可以为新型声学集成器件的设计提供切实可行的参考价值。(本文来源于《南京大学》期刊2019-03-01）
王杨杨,闫志忠[3]（2018）在《一种计算层状声子晶体弹性波带结构的无网格弱形式RBF方法（英文）》一文中研究指出本文提出了一种基于紧致径向基函数(RBF)的无网格局部弱形式方法来计算层状声子晶体的能带结构。位移函数由一组径向基函数表示,利用变分原理,考虑周期边界条件,导出了单位单元RBF方法的一般形式。通过求解矩阵特征值问题可以得到能带结构。用有限元法对新的弱形式RBF方法进行了验证。对于不同的声阻抗比和长度比,通过数值算例进行讨论,显示所提出的弱形式RBF方法与有限元和强格式RBF方法相比计算层状声子晶体的能带结构的效率。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2018年12期）
何经杰,亢战[4]（2018）在《基于声子晶体的弹性波单向传输拓扑优化设计》一文中研究指出声子晶体是从光子晶体的相关概念之中衍生而来,在近20多年来因其特殊的性质引起了极大的关注。声子晶体由两种或两种以上的材料周期分布组成,正式由于这种周期分布带来了带隙等特殊性质。针对声子晶体得带隙优化设计也是研究的热点之一。本文提出基于声子晶体方向带隙的拓扑优化微结构设计实现弹性波的单向传输特性。通过将此微结构设计置于波导结构中,可以使得弹性波在不同的入口会有不同的传输性质表现。本文采用的基于梯度算法拓扑优化具有优化效率高等特点。同时,为了减轻局部最优解问题,本文采用随机形态学描述函数的方法产生随机的初始设计变量。通过数值算例可以得出以下结论:本文提出通过优化二维声子晶体的方向性带隙特性从而实现弹性波单向传输的方法是有效的,同时这种单向传输具有宽频的特点。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
江卫锋,殷鸣,向召伟,陈海军,殷国富[5]（2018）在《含内部连接体的二维声子晶体弹性波宽频带隙特性》一文中研究指出声子晶体的弹性波带隙特性使得它在开发用于减振降噪的新型功能材料方面具有广阔应用前景。为获得宽频大带隙,改进了一种含连接体的正方晶格声子晶体结构.利用有限元法计算并分析了不同结构配置下其能带特性和振动模态。数值结果表明,单胞中同时引入新的质量块以及连接体将对原连接体的自由振动模态产生抑制作用,可在原分离的两带隙频率范围内获得相对带宽超过100%的单一宽频带隙。此外,通过调整几何尺寸、连接体数目、结构对称性等参数可进一步调控结构带隙特性。(本文来源于《声学学报》期刊2018年03期）
凃逍羽[6]（2018）在《弹性波声子晶体的能带特性研究》一文中研究指出1.叁维复连通声子晶体的低频有效声速以往对声子晶体的研究主要集中于单连通型,即散射体非接触地分布在固体或者流体背景中。本文侧重研究叁维复连通型声子晶体,此时散射体和基体已经不能严格区分。文中先对比性地研究了简单立方阵列构成的钢架型复连通结构在真空中或者水中的声波带结构以及低频有效波速。研究表明,这类新型声子晶体具有很强的各向异性。特别地,对比于传统的单连通声子晶体,复连通使得体系具有一个额外的有效纵波声速。2.弹性波声子晶体中的外尔点和相关的拓扑表面态最近,凝聚态物理中的拓扑物理很受关注。除了拓扑绝缘体外,研究人员还发现存在拓扑半金属相。外尔半金属是一种典型的拓扑半金属。事实上,外尔点或者说动量空间中的贝利曲率极点,能在一系列的系统中实现,例如光子晶体和声子晶体。然而,据我们所知,弹性系统中的外尔点和相关的拓扑表面态还没有被探讨。本章节研究了一种六角阵列木堆结构声子晶体,发现其中可以支持大量的二重简并,除单重外尔点外,还可以支持双重外尔点。我们也研究了相应的拓扑边缘态,场图显示了很好的边界局域性。(本文来源于《武汉大学》期刊2018-04-01）
李冠华,王毅泽,汪越胜[7]（2018）在《含缺陷声子晶体板中弹性波主动控制研究》一文中研究指出含缺陷的声子晶体板可以通过弹性波的主动控制方法实现。通过在均质基体板表面处周期性地粘贴连有分流电路的压电片,可以形成具有主动控制特征的二维声子晶体板结构。压电分流电路的电磁振荡可以调节声子晶体板中的弹性波带隙特性,从而可以进行弹性波的主动调控。本文分析了具有点缺陷形式的声子晶体板中弹性波的主动控制问题,建立了有限元模型并通过数值计算设计了合理的结构形式。从而采用分流电路中电感、电容和电阻等参数的改变,对由于点缺陷所产生的弹性波能量集中现象进行了研究。本文讨论的模型可为含缺陷形式的声子晶体及波动集中装置的主动控制设计提供了一种新的方法。(本文来源于《北京力学会第二十四届学术年会会议论文集》期刊2018-01-21）
张书燕,王艳锋,汪越胜[8]（2018）在《基于梯度声子晶体的弹性波定向》一文中研究指出近年来,弹性波在梯度声子晶体中的传播引起了许多研究者的兴趣。梯度身子晶体是一种可以通过改变某方向的几何参数(例如填充率、晶格常数或者适当的材料性质)来达到折射率的缓慢的、逐渐的改变。目前,梯度身子晶体已被运用于声学设备,如声波吸收器、声束压缩器等。本文中,我们构建一种二维的梯度声子晶体来实现弹性波的重定向。身子晶体由铝板组成,且梯度沿径向分布。从而当入射波通过该结构时会偏离中心向外发散。用有限元方法计算得到结构的能带图,进而计算得到有效折射率,将轨迹函数与计算的折射率相结合得到入射波的具体轨迹方程。最后用数值模拟方法证实弹性波的传播。(本文来源于《北京力学会第二十四届学术年会会议论文集》期刊2018-01-21）
卿前军[9]（2017）在《生物质石墨烯纳米带弹性声学声子输运和热导特性研究》一文中研究指出随着新材料技术和纳米技术的快速发展,器件尺度的纳米化已成为了一个不可避免的趋势。由于纳米器件的尺寸效应,它们展现了新颖的物理性质和非常广泛的应用前景。在低维纳米量子结构中,热导是量子化的,因量子受到限制使得声子在激发和输运方面受到了制约,从而导致低维纳米材料中其热导率与体材料相比大大降低。此外,随着电路中电子元器件逐步小型化、高度集成化,这样导致高集成化的量子器件群在工作时其热功率密度迅速增加,这要求这些量子结构具有较高的热导率以便加速散热,避免这些量子器件工作性质不稳定甚至失效。因此,量子器件中的热输运性质引起广泛的关注。本文对石墨烯纳米带的结构、性质以及制备方法作了简要介绍,与以其它材料为原料制备石墨烯相比,以生物质为原料制备石墨烯具有原料丰富、成本低及可大规模批量生产等特点,这正好满足世界各国对石墨烯材料需求急剧增加的市场;并对低维纳米材料中声子的输运和热导特性研究作了评述;然后简述了研究热输运特性的理论方法和建模方法;最后我们建立了多通道不同粗糙边界条件的锯齿形石墨烯纳米带和多弯道锯齿形石墨烯纳米带计算模型,利用非平衡格林函数方法研究了这两种模型的弹性声学声子热输运性质。研究多通道不同粗糙边界条件的锯齿形石墨烯纳米带的结果表明:随着温度的增加,通道数对锯齿形石墨烯纳米带中热输运有较大的影响,在保持能量输出通道中的石墨烯总的链数不变时,随着石墨烯通道数的增加,能够降低每个能量输出通道的热导。最靠近能量输入热库的能量输出通道其热导最大,而最远的能量输出通道其热导最小;位于中间的能量输出通道其热导性质和与其并列的各输出通道结构参数密切相关,虽然其他通道的结构参数发生变化,而能量输出通道中石墨链总数不变,其它通道的结构参数变化没有影响到能量输入通道和输出通道的相对位置,从而这些变化几乎没有影响到通道中的声子透射几率。这些结果表明调制石墨烯纳米带的结构和带宽能用来调控热导,最近和最远的能量输出通道其热导性质仅仅与各自的能量输出通道结构参数有关。另外,研究结果表明:与理想边界结构比较,粗糙边缘结构能够有效地调节各通道的热导,随着温度的增加,高频短波长声子也被激发,这些声子较易遭受粗糙边界的散射影响。这种散射影响由于对各个输出通道的声子透射几率影响各不相同,从而导致与能量输入端最近的输出端以及中间输出端的热导明显降低;而导致与能量输入端最远的输出端的热导反而增强。因此,边界越粗糙,总的热导也降低越明显。所以我们的研究发现:多通道石墨链数链的热导性质与能量输出通道数、每个通道中石墨链数以及边缘结构的粗糙程度紧密相关。通过研究多弯道锯齿形石墨烯纳米带的热输运性质发现:石墨烯纳米带的链数和弯道数的耦合效应可以决定其热输运性质,在保持总的能量输出弯道数不变的条件下,研究并比较了不同石墨烯纳米带的能量输入链数对生物质石墨纳米带弹性声学声子输运的影响,研究结果发现石墨烯纳米带的链数越多,能量输出通道透射系数越大。另外,在保持总的能量输入与输出链数不变的条件下,研究并比较了一个弯道,两个弯道,叁个弯道对生物质石墨纳米带弹性声学声子输运的影响,结果表明石墨烯纳米带的弯道数越多,能量输出通道透射系数越小。最后,通过对多通道和多弯道石墨烯纳米带声子热输运的性质的研究对比发现:由于工业产品应用中有不同的结构需求,如果有多端口输出散热或导热需求的,则需要考虑多通道石墨烯纳米带结构;而如果有弯道输出散热或导热要求的,则需要考虑多弯道石墨烯纳米带结构;在实际应用中,多通道石墨烯纳米带则比多弯道石墨烯纳米带使用的更多,这是因为多通道的石墨烯纳米带的能量输出端至少有两个及其以上,因而选择性更高,而多弯道石墨烯纳米带由于只有单一能量输出端,所以选择性就会低很多。(本文来源于《中南林业科技大学》期刊2017-06-01）
赛一[10]（2017）在《磁弹性声子晶体板的隔声降噪研究》一文中研究指出如何有效地控制振动与噪声是当前工业发展中必须面对的问题,采用特殊材料在传播路径上对其进行衰减是目前常用的方法之一。声子晶体板作为一种人工的周期性复合材料,其所具有的带隙特性为减振降噪研究提供了新的思路。目前,基于布拉格散射机理和局域共振机理,人们可以通过设计单元的结构、几何参数和组元成分,得到针对某一特定频段弹性波产生抑制作用的周期性结构。但是,这些传统的设计变量在实际应用场合无法轻易改变,这不仅局限了声子晶体板的应用范围,也大大降低了它在工程应用中的灵活性。本文以磁弹性声子晶体板为研究对象,基于等价压磁材料模型,深入考察了外静磁场对板中磁致伸缩材料的影响,得到了外磁场作用下的兰姆波能带结构。然后,详细研究了外磁场的幅值、方向对带隙的调控。计算结果表明,通过外磁场能够实现对磁弹性声子晶体板的主动非接触式调谐,而且效果显着。主要研究内容如下:(1)建立一维磁弹性声子晶体板模型,推导平面波展开法和有限元自定义方法,用于计算该模型的能带结构及传输率。(2)基于磁体均匀磁化的假设以及等价压磁材料模型,在充分考虑退磁效应的影响下,分析了外静磁场对模型中磁致伸缩材料料Terfonel-D的影响,计算了其等效材料参数的变化曲线图。(3)根据得到的等效材料参数,计算外磁场下一维磁弹性声子晶体板的能带结构。通过对比,发现两种方法的结果十分吻合。然后,计算了不同外磁场下模型的能带结构,绘制带隙随磁场幅值变化的带隙图,分析发现反对称型兰姆波相比对称型兰姆波对外磁场的变化更为敏感,外磁场的幅值和方向对带隙具有明显的调控作用。(4)建立二维磁弹性声子晶体板模型,计算该模型在外磁场下的能带结构和传输率,分析发现外磁场的幅值对带隙有明显的调控效果,通过改变外磁场的方向,能够提高模型的各向异性,进而影响带隙的调控性能。(本文来源于《湖南大学》期刊2017-05-18）
弹性声子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在过去二十年中,一种新型的材料,即声子晶体(PnC),由于其具有结构以及组成材料极高的可设计性、以及对声波的超常调控等优异性能,成为了物理学,数学和工程学等不同学科的研究人员的研究焦点。近五年来,由石墨烯物理学和拓扑电子态引导的结构设计通过经典地再现量子效应的现象进一步拓宽了声子晶体的研究领域。然而,在过去的研究中,为了表征带隙和波导的特性,大多数研究人员采用测量透过率的方式。相对而言,在基于声子晶体的带隙以及波导的研究中关于声场分布的实验信息是相对较少的。另一方面,弹性波(特别是连续介质中的线性应力波)的拓扑态(特别是量子霍尔族)已在理论工作中预测。但是它们都没有通过实验证明,主要是获取弹性波赝自旋的位相信息是一个需要克服的难点。迄今为止,大部分声学拓扑态都是在流体空气声(纵波)系统中实现的,其实际作用在很大程度上受到限制。本论文旨在结合双波混合激光干涉原理来研究声波在人工带隙材料中的传输特性。具体内容包括:1.自主研发了一套光学兰姆波2D扫描测量系统。本文中将双波混合激光干涉的原理与人工声子带隙材料的实验研究相结合,不仅仅提高了测量精度(光斑约为波长的7/1000),而且可以通过非接触式的测量有效的规避了传统声学接触式测量过程中因探头与样品之间的相互作用的产生的影响。为研究人工声子带隙材料中的一些新奇的物理现象,比如弹性波体系中的局域声子腔模式,量子自旋霍尔效应,以及谷霍尔效应等,提供了一个良好的实验手段。2.提出了一种将实心和空心不锈钢圆柱按照叁角晶格周期排列的PnC来引导弹性波局域声子腔模式的设计思路。同时,实验上通过光学实验以超高分辨率方式对声子晶体表面进行了 2D成像。其中光斑直径约为声波波长的7/1000。考虑到这种空心柱可以在光学或声学高Q谐振器中发挥非常重要的作用,以及回音壁结构高度的可调控性能,在光声多路波分复用器件中将会有很好的潜在应用价值。3.将谷间散射免疫机制引入弹性慢波器件的设计中。通过破缺PnC系统空间反演对称性打开Dirac简并点同时得到兰姆波谷赝自旋态。重要的是,当以某些特定方式改变PnC中A,B原子位的势能比可以有效的调节谷赝自旋边界态的色散结构。通过这种方式,可以实现边缘态的色散可以在较宽波失范围内接近于平带,即具有相对小的斜率值同时覆盖体带隙中相对宽范围的布里渊区。表明该波导同时具有超慢速和背向散射抑制两种特性。这种慢波波导不需要引入外场的调控,为设计具有低传输损耗的慢声器件提供了 一种切实可行的设计思路。4.基于双波混合干涉仪实验,将电子系统中量子自旋霍尔效应(QSHE)的概念引入到弹性波系统中。在宏观尺寸下,同时观察到弹性量子自旋霍尔效应拓扑态的幅值以及相位信息。在实验上验证了弹性QSHE。弹性波的拓扑传输可以有效克服结构缺陷引起的背向散射,这个优点有望在精密弹性波器件方面有所应用或者创新,比如高Q值弹性波谐振器等。综上所述,本文用光学实验验证了人工带隙材料中的弹性波新奇的传输特性,比如回音壁模式,量子自旋霍尔效应拓扑态。设计了一种同时具有鲁棒性以及零色散特性新型的慢声器件。实验过程中不仅仅研究了缺陷态单点的透过率,除此之外,还采用非接触式的光学测量实现了人工声子带隙材料2D高分辨率声场成像。本文内容可以为新型声学集成器件的设计提供切实可行的参考价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
弹性声子论文参考文献
[1].罗继承,黄宏波,陈久久.梯度声子晶体中的赝磁场与弹性朗道能级[C].2019年全国声学大会论文集.2019
[2].王振.弹性波声子晶体的物理效应研究[D].南京大学.2019
[3].王杨杨,闫志忠.一种计算层状声子晶体弹性波带结构的无网格弱形式RBF方法（英文）[J].人工晶体学报.2018
[4].何经杰,亢战.基于声子晶体的弹性波单向传输拓扑优化设计[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[5].江卫锋,殷鸣,向召伟,陈海军,殷国富.含内部连接体的二维声子晶体弹性波宽频带隙特性[J].声学学报.2018
[6].凃逍羽.弹性波声子晶体的能带特性研究[D].武汉大学.2018
[7].李冠华,王毅泽,汪越胜.含缺陷声子晶体板中弹性波主动控制研究[C].北京力学会第二十四届学术年会会议论文集.2018
[8].张书燕,王艳锋,汪越胜.基于梯度声子晶体的弹性波定向[C].北京力学会第二十四届学术年会会议论文集.2018
[9].卿前军.生物质石墨烯纳米带弹性声学声子输运和热导特性研究[D].中南林业科技大学.2017
[10].赛一.磁弹性声子晶体板的隔声降噪研究[D].湖南大学.2017