压电分流阵列板复能带结构计算的ES-FEM方法

为了提高压电分流阵列板复能带结构的计算精度,构造一种基于Mindlin假设的边光滑有限元法(ES-FEM)数值模型。以单个原胞为研究对象,采用三角形单元对其进行离散。基于背景单元的各条边,进一步构造相应的光滑域,依托梯度光滑技术(GST)建立光滑应变场。最后通过建立离散系统方程并结合Bloch定理对复能带结构进行求解,并进一步探究电学参量对带隙的影响规律。研究结果表明:ES-FEM方法能够有效提高压电分流阵列板复能带结构的计算精度;电阻和电感等参数分别对局域共振带隙的衰减峰值和位置有显著影响,而对布拉格带隙则影响较小。

声子晶体板复能带计算方法

声子晶体具有弹性波带隙,可以用于结构振动与噪声控制。声子晶体传统能带算法一般给定波矢k在不可约布里渊区边界取值,然后求解特征频率ω,得到ω-k曲线。因而,传统方法中波矢k只取实数,只能求解实能带。为了求解复能带,一般需要给定频率ω,求解特征波矢k,从而得到k-ω曲线。提出了一种参数变换方法,解决了特征波矢求解中复杂的非线性特征值问题,实现了复能带的快速求解。最后,采用两个算例对文中算法进行了验证,包括布拉格声子晶体板和局域共振声子晶体板,研究了带隙内衰减常数随波传播方向的变化和阻尼对带隙的影响。

扶手椅型石墨烯纳米带场效应管的开关电流及复能带结构

基于对复能带结构的考虑,给出了扶手椅型石墨烯纳米带场效应管的量子输运计算结果,并比较了ID-VG曲线所给出的最小泄漏电流值与ID-VD曲线所给出的开电流值。对于纳米尺度下的石墨烯纳米带场效应管,为了获得最佳性能,指出在关状态下的泄漏电流与开电流之间存在某种折衷,也就是说,ID-VG曲线给出的较小/大的关状态泄漏电流可能伴随着ID-VD曲线的一个较小/大的开电流。随后利用复能带的特性对此作了解释。

含谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体低频禁带特性研究

在结构中周期性地添加谐振单元可以构造局域共振声子晶体并产生低频禁带。本文提出了一种具有谐振单元和弹性支承谐振单元的声子晶体结构,通过声子晶体理论和振动理论对该结构的禁带特性和禁带调控特性进行了计算与分析。结果表明,该结构可在0 Hz处形成禁带;禁带内对振动的衰减强度由衰减因子和有限结构周期数共同决定;结构中存在1条可调控禁带和3条不可调禁带;可调控禁带可以通过改变谐振单元和弹性支承谐振单元的结构参数加以调控;不可调禁带包括第一禁带,它们能够较为稳定地对一定频率的弹性波产生衰减作用。该结构所具有的禁带特性在管路、桥梁和汽车减振领域具有潜在应用。