摘要：基于数字化实验平台对“弹簧振子阻尼振动研究与阻尼系数测量”实验进行了全新的教学设计和教改实践。教学过程中先搁置理论,结合同伴教学法,让学生直接利用PASCO实验平台对弹簧振子的阻尼现象和过程进行观察与测量,利用CapstoneTM对实验数据进行分析并拟合出实验规律,再与物理实验理论进行比较、总结与探索。摆脱传统实验教学方式和手段上的束缚,让学生成为实验课堂的主体,回归实验教学本质。

摘要：从理论上提出一种由局域共振单元组成的声子晶体低频多通道滤波模型.在二维三组元局域共振声子晶体中引入不同填充率的共振单元构成波导结构,通过有限元法计算出其能带结构、透射曲线和透射场图.结果显示:这种设计能够在低频带隙范围内不同填充率散射体的共振频率附近产生新的分立模,且这些分立模能够使相应的声波在声子晶体中沿波导方向传播;这些分立模只与相应的共振单元相关,抗干扰能力强.所得结果为低频多通道滤波器的设计提供了一种新的理论依据.

摘要：运用自适应遗传算法对二维声子晶体的带隙宽度进行优化设计,并与平面波展开法相结合,研究了由正方形排列的铅-环氧树脂构成的声子晶体的带隙宽度优化问题,发现自适应遗传算法可以有效地搜索到具有较宽完全声子带隙的优化单胞形式.

摘要：采用平面波展开法,研究了二维光子晶体点群对称对不可约布里渊区的影响。在单柱体二维光子晶体单胞中增加一个柱体,设计成不同点群对称操作数的对称结构,计算了最低5条能带的本征频率值在第一布里渊区的分布图。结果表明:在计算二维光子晶体的能带结构时,如果光子晶体的点群对称操作数为n,所取的不可约布里渊区应为整个第一布里渊区的1/n。

摘要：设计了一种二维三组元声子晶体结构,利用偶然简并的方法在布里渊区中心实现了半狄拉克点,探究了随着组元几何参数的改变半狄拉克点的演变过程.利用有限元方法研究发现在半狄拉克点频率附近沿着ΓX方向声子晶体表现出与零折射率材料相似的行为,许多奇异特性如单向透射等均可以观察到.另外还发现在半狄拉克点频率附近声子晶体是各向异性的,沿着不同方向声波的传播现象是不同的,这种特性是狄拉克点及类狄拉克点所不具备的.这种各向异性的声波传播特性有许多重要的应用,如单方向完美透射和单方向波前整形等.

摘要：基于二维声子晶体模型,设计了周期排列的磁流变隔振支座,采用有限元方法研究其弹性波传输特性和振动能量分布。研究结果表明:隔振支座存在弹性波带隙,通过外加磁场可以调控带隙的带宽和频率位置;缺陷态结构对传输能量有局域作用。

摘要：对二维声学超材料与常规材料界面处的负向Schoch位移进行了研究.研究表明,在界面处增加合适厚度的覆盖层,当声波在某一频率附近从常规材料向近零折射率材料传播时,反射声波相对于入射声波会在界面处发生负向Schoch位移,此时,超材料的有效体积模量倒数值趋近于零从而使它成为一种折射率近零的声学材料;同时,超材料有效阻抗的极大值和反射系数的极大值都在这一特殊频率处且反射系数虚部相位在对应频率处有πrad的相位突变;研究还发现,发生负向Schoch位移的频率位于MK方向第一带隙中且靠近上边界的通带频率.常规材料界面处的Schoch位移通常是正向的且大小可忽略不计的,本文利用近零折射率声学材料实现了负向的Schoch位移,为设计出基于界面声波的声学器件提供了一种新的理论参考.

摘要：设计了两个声子晶体线缺陷波导,通过环形谐振腔耦合,构造出声波分插滤波器,可以上传、下载高品质的声波导模。文中采用有限元方法分析声波在平台中的传播,结果表明,采用方柱体为散射体,谐振腔内腔平滑,可以增强谐振腔局域性;适当旋转耦合方柱体,可以增大透射率,当转角30°时透射率最大;利用环形腔体的旋转可以实现对谐振频率的精细调节。这些研究对声波器件的集成设计具有潜在应用。

摘要：针对波导拐角处的透射及其能量损耗问题,本文设计了5种不同的拐角,应用在钢-水组分和铝-空气组分的声子晶体L型波导中;采用有限元方法,计算两种系统在不同频率范围内的透射率,并分析了带隙内缺陷态透射峰的振幅分布图。结果表明:采用直角形拐角,透射明显减弱;采用折线型拐角可以增强带隙内缺陷模的透射峰,也会产生新的带隙;采用环状弧形拐角,带隙内缺陷模的透射最强,且没有产生新的带隙。

摘要：将声子晶体及超材料理论引入磁流变弹性体隔振支座的设计,构建了局域共振型的隔振支座,并研究其低频完全禁带及振幅分布。结果表明,改变共振型超材料单元质量块的形状,系统不仅在低频处出现共振禁带,且在稍高处产生多条布喇格散射宽禁带。这将为隔振支座设计提供新的思路。