基于通用有限元软件的声子晶体能带结构计算方法.pdf

节选段落一：
本文利
用商用有限元软件:; : <Μ Κ 及子程序
,
发展了声子晶体能带结构的有限元计算方法
,
可以
有效地直接给出二维
、
三维固体一固体和固体一流体声子晶体的能带结构
。
声子晶体的有限元模型
本节以固体一固体声子晶体体系为例说明有限元计算模型的建立
。
在线弹性范围内
,
角频率为。 的谐振弹性波在一般各向异性弹性体内的传播行为可用以下方程描述 Α 】
/
·
Β& Β) Ε
Λ / 2 Β) ΕΕ Ν 户Β) Ε。


节选段落二：
可以看出体心立方排列
的声子晶体的第一带隙宽度比其它两种情况宽
,
而简单立方排列的声子晶体的第二带隙宽
度比其它两种情况宽
。
可见
,
基于商业通用有限元软件可以计算大型复杂的三维声子晶体
的能带结构
。
.Π0 向 .30
图 / 声子晶体的计算周期单元
∗
.Π0 简立方
,
山0 体心立方
,
.3 0 面心立方
图 ; 声子晶体的能带结构
∗
.Π0 简立方
,
.χ0 体心立方
,
.30 面心立方
基于通用有限元软件的声子晶体能带结构计算方法
# 结论
本文用有限元方法计算分析了二
、
三维声子晶体体波的带结构
,
考查了有限元方法的
有效性和优越性
。


节选段落三：
算例表明本文中所采用 的有限元方法可有效地用于计算二维声子 晶体体
波的能带结构
,
数值结果与传统的平面波展开法吻合较好
,
能够大大地提高收敛性
。
结合
超胞技术
,
有限元方法还可有效地用于计算含点
、
线缺陷的二维声子晶体体波的能带结构
。
此有限元方法对于混合体系声子晶体和三维声子晶体的能带结构依然有效
。
上述结果表明
,
本文中所采用的有限元方法有效地改善了计算求解时间
φ
与传统的平
面波方法相比
,
该有限元方法具有收敛性强
、
大规模问题计算效率高的特点
,
更适合作为
声子晶体的能带结构的求解算法
。