有限長周期性結構的水下聲學性能分析

葉韓峰，陶 猛，李俊杰

（貴州大學機械工程學院，貴州 貴陽 550025）

1 引言

局域共振聲學超材料是在聲子晶體研究中發現的新型人工周期材料[1]。周期性局域共振結構能夠以遠小于波長的小尺度結構形式阻隔特定頻率范圍內的波傳播，所以在減振降噪領域具有廣泛的應用價值和前景。目前對于周期性局域共振結構的研究方法主要有：傳遞矩陣法、平面波展開法、集中質量法、統計能量法、有限元法、譜有限元法和波導有限元法等。國內外對于周期性局域共振結構也有諸多研究。文獻[2]利用傳遞矩陣法求解了層狀周期性結構的帶隙問題，并用有限元軟件ANSYS 對層狀周期性隔振墻進行了頻率響應分析。文獻[3]利用導納法和傳遞矩陣法，研究了半無限長和有限長周期結構在縱向力、橫向力和彎矩作用下對于帶隙結構的影響。文獻[4]提出了一種具有負泊松比的周期性蜂窩結構，利用有限元法分析了其動態壓縮性能。文獻[5]利用平面波展開法（PWE）研究了周期性局域共振結構的材料組分、點陣結構、散射體形狀和填充率對于帶隙的影響。文獻[6]結合超聲浸水透射技術，測試了單胞包含6 晶格鋼/水聲子晶體在第一布里淵區的帶隙性質，并與基于有限元法的結果進行了對比驗證。文獻[7]利用波有限元法（WFE）研究了有限長周期性結構在局部擾動作用下的動態響應。文獻[8]利用有限元法對添加了多層橡膠基體與振子的局域共振單元對于低頻帶隙和帶隙拓寬的影響。……