本文關鍵詞：周期性切縫聲子晶體奇異的聲折射及聲超常材料對空氣中微粒的操控

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【摘要】：聲子晶體可以靈活的對聲波進行調控。早期人們主要集中于聲子晶體帶隙的研究。隨著人們對聲子晶體的深入研究,主要的研究方向逐漸從關注聲子晶體的帶隙轉移到關注聲子晶體的性質以及利用聲子晶體研制新型聲學器件上來。近年來,隨著光超常材料的提出,聲超常材料也成為了研究熱點。本文運用有限元法來研究了傳統(tǒng)聲子晶體的聲折射現象以及聲超常材料對微粒的捕獲。本文的具體工作分為以下三個方面:首先,系統(tǒng)研究了聲波在周期性切縫聲子晶體板的傳播現象。詳細分析了由回波和前波效應導致的不同的聲折射現象;通過改變入射角和結構的幾何參數分別實現了負折射、零折射、正折射現象。利用這些奇異的聲折射特性,在高能帶處,實現了另一種奇異的聲學現象—聲學分束,包括兩分束、三分束現象。接著,利用深亞波長打孔聲子晶體板實現對微粒的捕獲。通過有效介質理論和帶結構分析了它的共振模式為Fabry Pérot共振。我們利用二階Fabry Pérot共振頻率對應的局域聲場,分析了聲子晶體表面空間的力場分布,驗證了深亞波波長打孔聲學超常材料能實現對距表面40um左右的微粒的捕獲。最后,我們研究了具有空間歪曲結構的聲學超常材料的Mie共振理論所形成的單級共振模式,優(yōu)化材料的幾何參數從而獲得強局域的聲場。然后通過分析空間中微粒在這些強局域聲場中受到的聲輻射力大小和方向,實現對空氣中微粒子的匯聚。
【學位授予單位】：吉首大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O735

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