摘要：为了有效抑制低频噪声并拓宽低频带隙,设计了一种具有低频宽带的双侧亥姆霍兹声学超材料。通过有限元法对系统能带结构和传输谱进行计算;通过能带结构上各点振动模态对带隙形成机理进行分析;运用弹簧质量模型计算等效带隙频率,并探究了结构参数对带隙的影响。结果表明:通过改变结构参数可实现带隙超车现象,在亥姆霍兹谐振腔材料为钨,其壁厚和高度分别为1.0 mm、6.0 mm,包覆层半径为4.6 mm,基板厚度为1.0 mm时,模型的带隙起始频率为195.8 Hz。在此参数下,第一完全带隙宽度拓宽至758.1 Hz。所设计的双侧亥姆霍兹声学超材料能够为低频噪声控制提供参考。

摘要：为了有效抑制和调控特定频率范围内的声音,本文提出了一种具有Helmholtz谐振腔的声学超材料,通过有限元分析了其能带结构和传输谱,通过对带隙边缘本征模的研究,分析了带隙形成机理,研究了Helmholtz谐振腔的结构参数对能带结构的影响。结果表明:能带结构和传输谱中衰减频率范围基本一致;随着Helmholtz声学超材料内颈(内腔)半径、内颈(内腔)高度和腔体的改变,带隙的起始频率、截止频率和带宽均有增大或减小的变化趋势。对该结构的带隙特性研究,拓宽了对Helmholtz声学超材料的设计和研究思路。

摘要：低速水流能可作为可再生能源的重要补充,适用于低速水流能开发的压电俘能器已在流场中表现出了优异的性能.而在钝体的表面增加附着物可影响压电俘能器的能量转换.通过改变附着物的形状、凸起高度和凹陷深度探究其对驰振式压电俘能器输出特性的影响.利用拓展的哈密顿原理建立俘能器的机械控制方程,引入高斯定理建立电场-位移控制方程,并基于准稳态假设计算驰振的水动力及力矩,进而得到压电俘能器机电耦合分段参数模型.用伽辽金法离散悬臂梁的位移,并在此基础上解耦控制方程,从而得到输出功率及悬臂梁位移近似解.通过水槽实验获得压电俘能器输出功率的实验值,并验证了数学模型的准确性.结果表明:0.51 m/s流速下,-2 mm椭球型凸起的压电俘能器RMS功率为1.411 mW,与无附着物的椭圆柱相比增幅为69.88%;当钝体包裹6 mm凸起的圆柱型附着物时,悬臂梁末端的振幅为3.07 mm,相比于无附着物的情况降低了84.83%.三维数值模拟的结果表明凸起、凹陷为2 mm附着物的应用会使在钝体上形成的压差升高,进而加剧流致振动,且会影响从钝体两侧脱落涡的大小及强度.