基于声子晶体理论的周期多孔板衰减域特性研究

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本文针对建筑声环境中的振动与噪声问题,基于声子晶体理论,研究了周期多孔板的面内振动特性和弯曲振动特性,并最终优化设计菱形孔周期多孔板和斜十字形周期多孔板。另外,在衰减域范围之外的某些特定频率,经过设计后的周期多孔板对弹性波的传播具有导波特性,即存在方向传播特性或负群速度现象。本文的研究目的是通过对周期多孔板衰减域特性的研究,为建筑声环境中的减振降噪提供新思路。通过理论计算、数值模拟和试验验证的研究方法,首先利用有限元法,求解了多种不同参数周期多孔板的频散曲线。然后,利用有限元软件ANSYS,建立合理的有限元模型,进而分析二维周期多孔板的面内振动、面外振动、方向传播特性和负群速度现象。最后,制作了多种周期多孔板进行正弦波激励试验,表明理论结果的正确性和衰减的存在性。本文的创新成果主要如下:  (1)通过对周期多孔板面内振动衰减域特性的研究,优化设计了一种含菱形孔的周期多孔板。  (2)研究弯曲波在周期多孔板的振动特性,优化设计出一种斜十字形孔周期多孔板。  (3)对周期多孔板的方向传播特性和负群速度现象,进行了理论分析和仿真模拟,进一步拓宽了周期多孔板的衰减范围。  通过全文的研究,为周期多孔板在建筑声环境减振降噪中提供了理论支持,且由于制作过程便捷,在改善建筑声环境方面具有潜在的应用前景。
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