吸声棉对声子晶体禁带特性的影响

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ｅｘｐｏｓｕｒｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｇｌａｓｓｗｏｏｌｏｎｂａｎｄｇａｐｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｂｏｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａ１ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｉｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ ’ ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
Hale Waihona Puke 摘要：将声波高吸收材料引入声子晶体，设计并制备了一种由填充吸声棉的开缝钢管阵列形成的新型环形声子晶体结构；研究了吸声棉的声波高吸收性能对声子晶体禁带特性的影响。实验测试了该声子晶体对声波的透射系数，作为对比，测试了在钢管内部不填充吸声棉时的透射系数；建立了含有吸声棉的声子晶体有限元模型，采用有限元法仿真计算了该结构声子晶体的禁带特性；通过改变散射体中吸声棉的比重，研究了吸声棉曝光度对禁带的影响规律。理论和实验结果表明：将吸声材料引入散射体内部，材料的吸声特性并不会对禁带产生不利影响；而禁带外的声波则由于受到吸声材料的强烈吸收，表现出较低的透射
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｓｏｎｉｃｈｉｇｈａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｏｔｈｅｐｈｏｎｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌ，ａｎｅｗｃｉｒｃｕｌａｒｐｈｏｎｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｓｌｏｔｔｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓａｒｒａｙｗｉｔｈｔｈｅｇｌａｓｓｗｏｏｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｈｉｇｈａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｇｌａｓｓｗｏｏｌｏｎｂａｎｄｇａｐｓｏｆｔｈｅｐｈｏｎｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂｏｔｈｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐｈｏｎｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｇｌａｓｓｗｏｏｌｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｒｎ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｈｏｎｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｗａｓｂｕｉｌｔａｎｄｔｈｅｂａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ
第８卷
第４期
中国科技论文
ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ
Ｖｏ１．８ＮＯ．４Ａｐｒ．２０１３
２０１３年４月
吸声棉对声子晶体禁带特性的影响
于坤鹏，陈天宁，王小鹏
（西安交通大学机械工程学院，西安７１００４９）
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｇｌａｓｓｗｏｏｌｏｎｂａｎｄｇａｐｓｏｆｔｈｅｐｈｏｎｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌ
ＹｕＫｕｎｐｅｎｇ，ＣｈｅｎＴｉａｎｎｉｎｇ，ＷａｎｇＸｉａｏｐｅｎｇ
系数，从而可使声子晶体在整个测试频段表现出优良的降噪特性。关键词：声学；声子晶体；禁带；吸声棉中图分类号：０４２２．４文献标志码：Ａ文章编号：２０９５ —２７８３（２０１３）０４— ０３５９ —０４