套娃式局域共振声子晶体

本文报道了具有共振阵列元件的声子晶体的数值模拟结果。所研究的共振元件包括普通开槽圆柱体及其各种组合，特别是俄罗斯套娃或套娃构型。利用有限元方法计算了此类系统的声学能带结构和传输特性。提出了局域共振声子晶体的总体概念，该概念利用声学共振形成与布拉格带隙解耦的附加带隙。识别了一种与共振元件相关的独立衰减机制，该机制提高了低频段的性能。结果表明，在远低于第一布拉格频率的位置形成了宽带隙。对于低频宽带衰减，最优化构型是套娃声子晶体，其中每个散射单元由多个同心开槽圆柱体组成。该系统在低于布拉格带的低频区域形成多个带隙，同时保持了适用于噪声屏障技术的减小后的晶体尺寸。这一发现为在传统手段（包括传统声子晶体）通常无法达到的低频范围内构建声屏障开辟了新的前景。