摘要：通过设计槽形双环共振单元,构造正方点阵、三角点阵双层超材料板,采用有限元法计算他们的弯曲波低频带隙,而局域共振产生负的动态质量密度的频率段与带隙很好地吻合。对于相同晶格常数和材料组分条件下,在弯曲波带隙频率范围分析正方点阵、三角点阵双层超材料板的双环旋转角β、声波入射角θ对隔声量STL的影响。与常见同质量均质双层板比较,这种新型双层超材料板具有频率低、结构简单、体积小等优点,在减振降噪工程领域有着广阔应用前景。

摘要：由于复式晶格能够降低结构对称性,使晶体比较容易打开多个完全带隙。设计有限尺寸新型多点缺陷形式的复式晶格声子晶体,可以形成宽频段声波的局域态和波导。通过试验研究二维(32.4.3.4)晶格钢/水声子晶体的Zigzag型多点缺陷性质,结合超胞技术,并利用有限元法数值计算该声子晶体缺陷体系的能带结构、本征模态和透射谱。结果表明:数值计算和试验结果符合较好。对Zigzag型多点缺陷分析可知,其数量和形式决定高频(或低频)带隙内声波局域效应、本征模态和波导特性。因此研究复式晶格声子晶体缺陷性质,丰富了调控声波传播的手段,为设计新型声波器件提供了重要的思路。

摘要：利用有限元法计算了旋转对称性孔体系声子晶体的能带结构,分析了希腊十字和旋转玫瑰孔的几何参数对它们的带隙影响,结合带隙边界的振动模态,阐述了带隙的产生机理。结果表明:希腊十字孔和旋转玫瑰孔体系声子晶体容易打开多个较宽频率带隙;该类型结构谐振单元能够很好局域弹性波,带隙边界振动模态呈现为旋转模态,有利于打开带隙。这些研究结果可能为设计多孔轻质减振复合材料具有重要的参考价值。

摘要：基于多学科理论建立了极端环境下球锥体烧蚀、剥蚀的数理模型。利用离散涡方法计算流场与球锥表面压力分布,采用三方程烧蚀模型计算热化学控制机制下的烧蚀速率;引入颗粒轨道模型求解剥蚀颗粒的运动,编程计算高温高压燃烧室内球锥形烧蚀试件的绕流场及剥蚀颗粒的运动轨迹。研究表明:烧蚀对球锥体的绕流影响显著,球锥体的涡云较快地转变为不对称结构;且随着时间的增长,烧蚀球锥的线动量逐渐高于无烧蚀球锥的。剥落的颗粒总在涡云附近聚积,且随着涡云转变为不对称结构,颗粒的运动迹线不再对称,颗粒分布将逐渐变得杂乱无章。该研究可为热防护设计提供参考。

摘要：基于细观力学的理论,将SMA增强复合材料视为三相等效系统进行分析,即基体相、奥氏体相和马氏体相;求解了SMA增强复合材料的有效热膨胀系数和有效相变应变系数的一般表达式,该表达式适用于各种形状的纤维增强复合材料。在整个相变和逆相变过程中,奥氏体相和马氏体相都表现为弹性特性,避免了传统方法的强非线性问题。该模型计算过程简单,同时还考虑了奥氏体、马氏体和基体间的相互作用,理论分析更接近实际。并分析了纤维的含量、形状和尺寸等因素对宏观模量的影响,通过比较可知,所得结果可靠,为SMA增强复合材料的设计和使用提供理论依据。

摘要：形状记忆聚合物复合材料(EMC)作为一类新型功能材料,具有高极限应变、高比刚度和低密度等优点,在未来空间展开结构中极具应用潜力。首先介绍了EMC折叠变形机理及作为空间展开材料所具有的优缺点,在此基础上分析比较了现有屈曲理论模型在分析EMC折叠变形时存在的问题,然后介绍了用EMC设计展开结构目前国际上所取得的一些最新研究进展。由于EMC形状折叠和展开是通过热激励实现的,因此对EMC的热源系统设计也进行了专门分析。最后,对EMC用于空间展开结构亟待解决的问题和今后的一些研究方向进行了展望。

摘要：本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法。该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界上应用Bloch定理,求解得到的实数特征方程,获得频散曲线。与已有计算方法相比,该方法在适用性、计算速度、精确度和收敛性等方面具有明显的优越性。在此基础上使用发展的有限元方法分析研究了不同形状的声子晶体微腔的能带结构特性。结果表明这些晶体结构对于特定频率的声波可以将其限制在声子晶体微腔内,在一定环境下有着较好的吸声降噪功能。

摘要：从弹性波动方程入手,获得决定二维声子晶体z模态带隙的关键材料参数是散射体对基体的质量密度比和剪切模量比。利用平面波展开法计算带隙结构,研究正方点阵、三角点阵以及不同填充率时材料参数对带隙的影响。发现质量密度比对带隙起决定作用。仅以声阻抗比或波速比的大小不能决定带隙的存在和大小。给出不同点阵形式下产生带隙的材料参数取值范围。给出材料参数-带隙图,对以材料参数设计带隙具有直观的指导作用。

摘要：基于超声浸水透射技术,实验研究了有限尺寸二维正方晶格钢/水声子晶体多点缺陷模态性质.利用COMSOL Multiphysics软件建立该声子晶体有限元计算方法,求解了9×9超胞多点缺陷声子晶体能带结构,把缺陷局域模态频率与数值仿真和实验结果进行对比,结果表明:实验数据和理论值能够很好符合.进一步分析发现,点缺陷数量影响声波局域效应、本征模态和传播特性,为设计有限尺寸声波器件提供理论依据.

摘要：声光子晶体是一种同时具有光子和声子带隙的周期性结构.声光子晶体为同时控制电磁波和弹性波的传播提供了一个系统的平台,并在光学、声学及声光多功能器件、腔光力学等领域展现了十分广阔的应用前景.论文首先介绍了声光子晶体的基本概念,包括声光子晶体的材料、空间周期分类、能带结构的计算方法等;阐述了不同体系下声光子晶体双重带隙的特性,以及拓扑优化方法在声光子晶体带隙优化方面的应用;然后简要介绍了腔光力学,以及计算声光耦合作用的准静态方法和光力耦合系数方法,并针对当前各种声光子晶体结构中声光耦合作用的研究进行了阐述;还进一步介绍了声光子晶体波导和传感器的相关研究;最后,基于当前声光子晶体的研究进展对未来的研究方向进行了展望,其中涉及到增强声光子晶体谐振腔的声光相互作用、三维声光子晶体的研究、声光超构材料的设计、声光子晶体器件设计与应用等.