幂指数棱台局域共振型声子晶体板的带隙特性与减振机理研究

摘要：

针对船体板结构的振动控制,提出了一种新型幂指数棱台局域共振型声子晶体构型.研究表明,该声子晶体兼具局域共振低频带隙和声学黑洞高频带隙,对高频激励和低频激励均有较好的减振效果.声子晶体其低频带隙因共振单元的局域共振效应产生,带隙频段为78～115 Hz.在声子晶体能带结构的高频段中发现了隐藏于平直带的U型频散曲线,且频散曲线间的频段可有效抑制板的垂向振动,即产生垂向高频振动带隙.高频带隙产生的机理是幂指数棱台斜面的能量聚集效应形成的局域共振.随着散射体高度增大,低频带隙的中心频率降低,且带宽增大.棱台的幂次升高会使高频带隙的起始频率与终止频率降低,而边缘厚度的增高会使高频带隙的带宽逐渐变窄.新型声子晶体相较传统声学黑洞构型可有效提高船体板结构强度,从而可实际应用于船舶结构工程领域.研究成果可为舰艇结构振动控制提供支撑.

关键词：声子晶体、带隙、局域共振

所属期刊栏目：42

分类号：TB535(声学工程)

资助基金：国家自然科学基金51879270

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：107-114,179