声学超透射现象仿真分析开题报告
2020-07-25 22:43:44
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1987年,s. john和 e. yablonovitch[1]分别独立提出了光子晶体的概念,这是一种人工设计的折射率周期调制的人工结构材料,有着与自然材料不同的特性。
其中,亚波长金属结构的光学性质一直都是大家研究的热点,并在纳米光刻、光存储、生物化学传感、亚波长成像、半导体发光等诸多领域表现出巨大的应用前景,俨然已成为光学领域一个非常重要的分支。
随后,研究者通过类比光子晶体概念,提出声子晶体这一概念[2-4],这是一种弹性模量和质量密度等参数周期性调制的人工复合结构材料,可以用来操控弹性波传播。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题根据目前国内外研究的现状,拟研究多种二维周期声学超构材料的异常透射现象,其具体的研究任务包括:1、学习有限元仿真软件COMSOL分析声学问题的方法,如建模、划分网格、后处理等;2、对一维声栅的异常声学透射现象进行建模分析,并与文献综述中Lu的理论计算结果相验证,通过分析计算结果理解异常声学透射现象产生的物理机制,并利用软件分析结构参数对共振频率的影响;3、将一维声栅结构拓展到二维周期圆形孔阵列结构,建立二维周期圆形孔阵列的声学有限元模型,利用模型计算透射系数,分析占空比(圆孔面积与单元面积比值)对共振频率的影响;4、研究不同形状孔对透射系数的影响,如矩形、三角形等,分析孔形状对透射系数以及共振频率的影响。
考虑到二维周期结构的复杂性,拟采用有限元法进行研究。