摘要：在本研究中,我们提出了由六边形铝板和六根手性排列直杆组成的谷声子晶体.将谷声子晶体引入拓扑绝缘体(TI)系统,通过在频带上实现支持拓扑保护边缘波(TPEWs)的拓扑边缘态,可以在具有界面路径的系统上引导拓扑保护边缘波的传播.本文的手性拓扑边缘态实现机理与镜面对称系统的拓扑边缘态实现机理不完全相同.与传统的打破镜像对称不同,本文通过调节手性单胞中直杆的长度差异而非打破镜面对称,从而在狄拉克点打开了具有拓扑边缘模式间隙的新的完全带隙.我们研究了手性系统中的色散特性,并将色散特性应用于界面上的波导,以获得可设计的路径系统.此外,我们模拟了TPEWs在不同路径下的鲁棒传播,并证明了其对缺陷后向散射的免疫力.最后,证明了手性体系中谷霍尔效应的存在.这一研究结果将为手性材料拓扑状态的进一步研究奠定基础.

摘要：结构拓扑优化在过去的三十年里经历了巨大的发展,充分利用高性能计算资源有助于拓宽拓扑优化在大规模设计问题中的应用。本文提出了一种针对一般三维拓扑优化的基于子区域的并行策略。通过子区域划分、矩阵运算、引入单元硬杀算法,优化过程得以显著提速.将该策略整合进高效、简洁的Python代码;该代码可适用于任意形状的设计域.附录一中给出的完整代码,易于扩展,扩展后可解决多类优化问题.通过求解四个柔度最小化问题展示了该策略的高效性.本研究在机械工程、先进制造,以及建筑设计等领域有潜在的应用价值.