声子晶体的折射特性
材料科学
2014-12-15 v1
摘要
通过考察含有矩形和/或椭圆形夹杂物的双周期弹性复合材料中的反平面剪切波，揭示了声子晶体的折射特性。利用一种强大的变分法计算了能带结构、群速度和能流矢量，该方法能准确高效地给出多个频率通带内的所有场量。等频线和能流矢量被计算为波矢的函数。通过将能流矢量叠加在波矢分量平面的等频线上，并辅以相应频率面的三维图形， essentially 可以一目了然地提取大量信息。以此方式表明，即使是一个含有中心圆形夹杂物的简单方形单胞复合材料，根据频率和波矢的不同，也可表现出负或正的能量及相速度折射，或仅进行谐波振动（驻波）。此外，当该复合材料与合适的均匀固体相接时，根据从均匀固体入射到界面的平面波的频率、方向和波长，可表现出：1. 负折射伴随负相速度折射；2. 负折射伴随正相速度折射；3. 正折射伴随负相速度折射；4. 正折射伴随正相速度折射；甚至 5. 完全反射且无能量传输。通过将我们的结果与使用瑞利商获得的结果以及层状情况的精确解进行比较，证明了本解法的显著精度和收敛速率。将提供带有注释的 MatLab 代码。
引用
@article{arxiv.1412.4019,
title = {Refraction Characteristics of Phononic Crystals},
author = {Sia Nemat-Nasser},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.4019},
year = {2014}
}