准一维声子晶体中兰姆波低频禁带特性研究

摘要

为了优化一维声子晶体薄板中的兰姆波禁带结构,在薄板侧面基体组元中嵌入空气圆孔,构建了准一维声子晶体系统。运用超原胞平面波展开法和有限元法计算了空气圆孔半径对禁带结构的影响,分析了空气圆孔对特征模式位移场的扰动效应,研究了空气柱散射体对该声子晶体兰姆波带隙结构的优化作用。结果表明:随着空气圆孔半径的增加,同模式兰姆波间的耦合作用显著增强,完全禁带数量和宽度因此明显增加,其在0~4 MHz低频范围内的占有比例可以提高至70%左右。