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模型参数对开口空心球超材料透射行为的影响

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【作者】 闫小乐郝丽梅叶临峰季佳余解忧

【Author】 YAN Xiao-le;HAO Li-mei;YE Lin-feng;JI Jia-yu;XIE You;College of Sciences,Xi’an University of Science and Technology;

【通讯作者】 解忧;

【机构】 西安科技大学理学院

【摘要】 为了探究模型参数对开口空心球(Split Hollow Spheres,SHS)超材料声学透射行为的作用机理,采用声学有限元方法(FEM)模拟了SHS超材料结构单元,计算球壳材料杨氏模量、泊松比、密度以及环境温度和气体密度等模型参数发生变化时的声透射谱,并推导出相应结构单元的等效模量值,最后将各参数对透射谱和等效模量的影响进行比较。结果表明:当SHS球壳材料的杨氏模量增大到2×10~8Pa时,声透射谱中阻带峰值和负等效模量频带同时向高频方向移动,透射阻带宽度保持不变;球壳材料的泊松比和密度对透射阻带和负等效模量频带无明显影响;当环境温度逐渐升高时,阻带峰值和负等效模量频带同时向高频方向移动,透射阻带宽度保持不变;当气体密度逐渐增大时,阻带峰值向低频方向移动且幅值变小,透射阻带宽度变窄,同时负等效模量频带向低频方向移动且幅值变小。研究发现,在球壳的材料参数和环境因素中杨氏模量、温度和气体介质的密度对SHS结构单元透射行为的影响尤为突出。

【基金】 国家自然科学基金(11304243);陕西省自然科学基础研究计划(2014JQ1039)
  • 【DOI】10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2020.0319
  • 【分类号】TB34
  • 【下载频次】24
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