摘要：基于混合变量的两阶段遗传算法,对声子晶体拓扑构型及影响二维固/固声子晶体的材料参数进行优化,得到了较宽的低频带隙。结果表明,散射体的材料密度和弹性模量对声子晶体的带隙特性均具有重要影响,但较高的弹性模量更易于产生较宽的低频带隙;在散射体具有较高的弹性模量时,能够大幅增加声子晶体的相对带宽,在此基础上,密度的改变能够进一步发挥调制作用;散射体和基体的密度差值及弹性模量差值越大越易产生较宽的带隙,这为声子晶体的带隙调制和设计提供了一定的理论依据。

摘要：本研究对深圳市多个城区的19个植物群落进行了不同结构特征与其在不同季节吸收消减PM2.5的能力关系的研究,以及用封闭式熏气箱对6种植物进行污染试验,分析其对PM2.5的吸收能力,以及在不同季节其吸收能力的变化特点.结果表明:植物群落结构复杂,层次多,植物盖度大,群落的面积大,以及单位面积生物量大的群落其吸收PM2.5的能力强于结构简单、层次少、面积小的群落.而且在夏季,植物群落的消减PM2.5的能力最强,其次是秋季,春季和冬季相对吸收能力较弱.许多植物群落内的几个点各层次瞬时的消减空气中PM2.5的平均量多数在15~25,μg/m^3,部分达到47,μg/m^3.在封闭式污染试验方面,在同等植物株数的前提下,枝叶量多的植物对PM2.5的吸收量大于枝叶较少者;随着污染处理的时间的延长,处理箱内的PM2.5的物质陆续减少,随着时间的继续延长,可以出现箱内的PM2.5浓度低于箱外自然环境中的浓度,即表现出植物继续吸收PM2.5的强的能力.而不放置任何植物的空白对照箱,则其PM2.5的量保持不变.在2小时的时间里,从2株植物吸收量大多数为65~110,μg/m^3,到4株的吸收量大多数为90~130,μg/m^3,到10株的吸收量大多数可达到120~175,μg/m^3的范围.随着各种植物的数量的增加,植物吸收PM2.5的量显著增加.两者的相关性达到P<0.05和P<0.01条件下的显著和极显著水平.在不同季节的污染实验结果表明,各种植物对PM2.5的吸收量最大的为夏季,随着气温的下降,秋季的吸收能力有所降低,但是由于是亚热带地区,温度还是相对较高,因此,其吸收量为第二;春季的吸收量低于夏季和秋季,冬季植物吸收PM2.5的量最低.由于植物的代谢活动是与气温紧密相关的,因此这反映了植物吸收PM2.5的量与植物的生理代谢活动的强弱有着直接关系.也进一步证明,植物不是靠叶片的表面来滞纳、阻挡或"吸附"PM2.5的,而是直接吸收到植物体内的.本研究指出,植物对粉尘的所谓的阻滞和吸附作用主要是对大于PM10的颗粒物,这些物质易于沉降,而少数叶片上很少的分泌物的粘性主要被先降下来的上述大的粉尘颗粒物所覆盖满,而那些很难沉降的PM2.5物质基本没有被阻滞和粘附,而是被植物其呼吸等作用通过其开度远大于PM2.5物质的直径的气孔而进入到植物组织中,参与到代谢活动中.这些研究成果对于各地选择对PM2.5吸收能力强的植物种类,园林绿化和山地公园等建设工程的规划设计等方面提供科学依据与指导,也为植物生态学、环境生态方面的研究提供了理论参考.