本文關(guān)鍵詞：穿孔板中異常聲透射現(xiàn)象的研究

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【摘要】：近十幾年以來,對于亞波長領(lǐng)域中光異常透射現(xiàn)象的研究越來越引起人們的興趣,研究人員不斷提出各種物理模型試圖從物理本質(zhì)上解釋這種光的異常透射現(xiàn)象。同時這種光的異常透射現(xiàn)象也存許在多與之相關(guān)的物理現(xiàn)象和潛在應(yīng)用,涉及的領(lǐng)域包括隱形斗蓬、表面增強(qiáng)拉曼光譜、磁光效應(yīng)、負(fù)折射現(xiàn)象、超高密度光數(shù)據(jù)的存儲光聚集效應(yīng)等等。而聲波與光和電磁波都具有波動的性質(zhì),因此人們也一直在試圖尋找經(jīng)典波動的異常透射現(xiàn)象。直到最近幾年,聲波的異常透射現(xiàn)象才被正式在實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。之后,研究人員通過與光的異常透射現(xiàn)象進(jìn)行比較,提出了幾種得到廣泛認(rèn)可的物理模型來解釋聲的異常透射現(xiàn)象。其中最主要的就是,基于Fabry-Perot共振的耦合干涉理論。但由于聲波與光在異常透射現(xiàn)象中所表現(xiàn)出的巨大不同,對于其根本的物理機(jī)制仍然需要廣泛的研究與討論。聲波經(jīng)過亞波長孔徑時激發(fā)的衍射波、高次耗散模態(tài)、共振腔的多重散射波等對于聲異常透射現(xiàn)象的貢獻(xiàn)與作用還需要做更多的研究。同時針對聲異常透射現(xiàn)象中表現(xiàn)出來的強(qiáng)角度依賴、窄透射頻帶等特性也需要從物理機(jī)制上查明根源。本文主要針對傳統(tǒng)亞波長穿孔板的異常聲透射現(xiàn)象,建立相應(yīng)的物理模型,通過耦合干涉理論和阻抗匹配、電力聲類比等方法,從理論上推導(dǎo)其透射系數(shù)與結(jié)構(gòu)尺寸、聲波參數(shù)等的關(guān)系。試圖弄清聲異常透射現(xiàn)象的內(nèi)在物理機(jī)制。此外針對目前傳統(tǒng)亞波長穿孔板異常聲透射現(xiàn)象中存在的強(qiáng)角度依賴的問題,根據(jù)亥姆霍茲共振腔的特性,提出了一種同時具有異常聲透射現(xiàn)象且不依賴入射角度特性的新型亞波長穿孔板結(jié)構(gòu)。并且通過相應(yīng)的理論推導(dǎo)、數(shù)值計算、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段,證明該結(jié)構(gòu)所獨(dú)有的特性。通過對穿孔板結(jié)構(gòu)詳盡的理論分析,我們弄清了以下事實(shí)：1、在亞波長條件下,傳統(tǒng)穿孔板的狹縫中會激發(fā)出高次耗散模態(tài)。正是由于高次耗散模態(tài)引入了一個等效聲阻抗,才導(dǎo)致了異常聲透射現(xiàn)象的發(fā)生。如果入射聲波波長遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)周期尺寸時,高次耗散模態(tài)很難被激發(fā),此時穿孔板透射現(xiàn)象主要受二分之一波長共振影響,就不會表現(xiàn)出異常透射現(xiàn)象了。2、高次耗散模態(tài)與透射波的耦合干涉作用對聲波入射角度敏感。隨著入射角度的不同,其耦合作用也就會表現(xiàn)出差異。正因?yàn)槿绱?傳統(tǒng)穿孔板的異常聲透射現(xiàn)象才表現(xiàn)出強(qiáng)角度依賴特性。3、針對傳統(tǒng)穿孔板中異常聲透射現(xiàn)象強(qiáng)角度依賴特性的原因,我們在結(jié)構(gòu)中設(shè)計了兩個共振腔。通過共振腔引入的聲阻抗,使結(jié)構(gòu)滿足阻抗匹配關(guān)系,實(shí)現(xiàn)異常聲透射現(xiàn)象。同時由于引入的聲阻抗使透射頻帶所對應(yīng)的波長較長,使得高次耗散模態(tài)很難被激發(fā),從而消除了角度對透射頻帶的影響,實(shí)現(xiàn)不依賴角度的異常聲透射現(xiàn)象。4、此外通過對傳統(tǒng)穿孔板的理論分析,我們也基本弄清了其結(jié)構(gòu)各個尺寸對異常透射頻帶的影響關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：異常透射現(xiàn)象 高次耗散模態(tài) Fabry-Perot共振 耦合干涉 不依賴角度
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O42
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 聲異常透射現(xiàn)象的研究進(jìn)展11-15
• 1.2.2 聲子晶體與聲學(xué)超材料中的異常透射現(xiàn)象15-16
• 1.3 存在的問題及發(fā)展趨勢16-17
• 1.4 本文的主體思路和篇章結(jié)構(gòu)17-20
• 1.4.1 主體思路17-18
• 1.4.2 各章節(jié)內(nèi)容安排18-20
• 第2章 傳統(tǒng)一維穿孔板異常聲透射現(xiàn)象20-29
• 2.1 建立經(jīng)典一維穿孔板的物理模型21-22
• 2.2 一維穿孔板透射系數(shù)理論推導(dǎo)22-26
• 2.3 根據(jù)阻抗匹配原理對EAT現(xiàn)象的分析26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 新型不依賴角度具有聲學(xué)透明現(xiàn)象的聲學(xué)超材料29-42
• 3.1 新型穿孔板理論模型的建立30-31
• 3.2 新型穿孔板結(jié)構(gòu)透射系數(shù)理論分析31-34
• 3.3 不依賴角度聲透射現(xiàn)象的分析34-37
• 3.4 由干涉引起的不依賴角度異常聲透射現(xiàn)象37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 不依賴角度異常聲透射的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證42-49
• 4.1 實(shí)驗(yàn)概況42-44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案44-46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第5章 總結(jié)與展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文55-56
• 致謝56-57
• 個人簡歷57

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 倪旭;張小柳;盧明輝;陳延峰;;聲子晶體和聲學(xué)超構(gòu)材料[J];物理;2012年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 申風(fēng)富;聲子晶體中的定向輻射[D];吉首大學(xué);2012年

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本文編號：514518