声子晶体声传播特性研究进展及其在船舶行业中的应用

声子晶体声传播特性研究进展及其在船舶行业中的应用

田 斌

【摘 要】声子晶体是一种重要的声人工材料，由于其独特的声波传播特性而得到广泛研究，对声人工材料中声波传播特性的研究具有重要意义。文章综述了声子晶体带隙特性、带隙机理以及吸声特性的研究进展，并对其在船舶减振降噪中的应用前景进行了展望。

【期刊名称】青岛科技大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2017(038)004 【总页数】7

【关键词】声人工材料； 声子晶体； 带隙； 减振降噪

弹性常数及密度周期分布的材料或结构被称为声子晶体，声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性结构与功能性材料[1]。弹性波在声子晶体中传播时，受其内部结构的作用，在一定频率范围(带隙)内被阻止传播，而在其它频率范围(通带)可以无损耗的传播。1992年，SIGALAS等[2]进行了一个独创性的实验，将圆球形物体按照周期点阵结构的形式埋入某一基体中，在外界声波的刺激下，这种复合体系具有声学带隙特征，这一现象引起了学者们的关注。KUSHWAHA等[3]随后提出了声子晶体的概念，该概念在当时引起很大的轰动。国内外科学家根据其基本原理进行了相关实验与理论方面的研究，包括怎样求解声波在基体传播的波动方程等，用更加理性的手段对这种材料的声子禁带进行全新的设计与分析[3-4]。周期性变化的物理参数是形成声子晶体禁带的基本条件[5]，这些参数包括：各组元材料的弹性系数、质量差、密度差等。调整各组元材料特性及组合方式，就可以形成具有材料参数周期性变化的结构，由此