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摘要

基于一维声栅中的Rayleigh-Bloch (RB)模式基本特点, 设计了一种单层结构弯曲声波导. 利用有限元方法从时域和频域两方面验证了弯曲声波导的有效性, RB模式波可以沿着波导的弯曲界面传播. 研究发现, 由于采用了环形结构基本单元, 在该波导中存在两种传播模式, 分别对应能量局域在单元间(模式-1)和单元内部(模式-2)两种情况. 其中, 模式-2声传输效果更佳, 几乎可实现无损传输. 时域研究中分别采用了调制脉冲和高斯脉冲两种信号形式, 分析了它们在弯曲声波导中的传输过程. 由于波导中只允许RB模式波传播, 因此对于宽频信号来说, 可起到滤波的效果. 并且, 不同模式(频率)的信号会出现在声波导的不同位置, 所得结果对于声波定向传输、声探测与识别等研究具有理论与应用价值.

关键词:

Abstract

A monolayer bend waveguide is designed based on the features of Rayleigh-Bloch (RB) mode wave in one-dimensional diffraction grating. The feasibility that the RB mode wave can transmit along the bend waveguide is demonstrated by the time-domain and frequency-domain finite element method, respectively. The results show that two different modes of transmission wave exist because of employing the circled unit cells. They possess different acoustical energy localization positions. In mode-1, the energy is localized between unit cells. In mode-2, the energy is localized in the center of unit cell, therefore, acoustic wave transmits with nearly no loss. Modulated sinusoidal wave and Gaussian pulse wave are used in the time-domain investigation. Because only RB mode waves can transmit and different modes have different energy distributions, the bend waveguide acts as an acoustic filter for the broadband waves. This study is conducive to the acoustic wave directional transmission, acoustic signal detection and identification.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.

通信作者:高东宝,gaodongbao@nudt.edu.cn; 曾新吾,xinwuzeng@nudt.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 11504425, 11904406)和湖南省自然科学基金(批准号: 2019JJ40335)资助的课题

Authors and contacts

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2.

Corresponding author:Gao Dong-Bao,gaodongbao@nudt.edu.cn; Zeng Xin-Wu,xinwuzeng@nudt.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11504425, 11904406) and the Natural Science Foundation of Hunan Province, China (Grant No. 2019JJ40335)

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参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]

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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]

[1]	冯云龙, 侯尚林, 雷景丽, 武刚, 晏祖勇.声波导单模光纤中后向受激布里渊散射的声模分析. 必威体育下载 , 2024, 73(5): 054207.doi:10.7498/aps.73.20231710
[2]	智文强, 费宏明, 韩雨辉, 武敏, 张明达, 刘欣, 曹斌照, 杨毅彪.漏斗型完全光子带隙光波导单向传输. 必威体育下载 , 2022, 71(3): 038501.doi:10.7498/aps.71.20211299
[3]	殷敬伟, 马丁一, 张宇翔, 生雪莉.极地海冰声波导建模综述. 必威体育下载 , 2022, 71(8): 084301.doi:10.7498/aps.71.20211950
[4]	郭威, 杨德森.非均匀波导中的声聚焦. 必威体育下载 , 2020, 69(7): 074301.doi:10.7498/aps.69.20191854
[5]	耿治国, 彭玉桂, 沈亚西, 赵德刚, 祝雪丰.手性声子晶体中拓扑声传输. 必威体育下载 , 2019, 68(22): 227802.doi:10.7498/aps.68.20191007
[6]	王一鹤, 张志旺, 程营, 刘晓峻.声子晶体中的表面声波赝自旋模式和拓扑保护声传输. 必威体育下载 , 2019, 68(22): 227805.doi:10.7498/aps.68.20191363
[7]	张攀, 赵雪丹, 张国华, 张祺, 孙其诚, 侯志坚, 董军军.垂直载荷下颗粒物质的声波探测和非线性响应. 必威体育下载 , 2016, 65(2): 024501.doi:10.7498/aps.65.024501
[8]	宋宗根, 邓科, 何兆剑, 赵鹤平.高对称型声子晶体自准直弯曲及分束. 必威体育下载 , 2016, 65(9): 094301.doi:10.7498/aps.65.094301
[9]	王盼盼, 周晨, 宋杨, 张援农, 赵正予.大气风场和温度对无线电声波探测系统探测高度影响的数值研究. 必威体育下载 , 2015, 64(10): 100205.doi:10.7498/aps.64.100205
[10]	张立广, 屈惠明.红外无损探测中多宗量多热源反演问题的研究. 必威体育下载 , 2015, 64(10): 108104.doi:10.7498/aps.64.108104
[11]	徐刚, 谢平, 廖勇.X波段过模弯曲圆波导TM01-HE11模式变换器研究. 必威体育下载 , 2013, 62(7): 078401.doi:10.7498/aps.62.078401
[12]	张祺, 李寅阊, 刘锐, 蒋亦民, 厚美瑛.直剪颗粒体系声波探测. 必威体育下载 , 2012, 61(23): 234501.doi:10.7498/aps.61.234501
[13]	邱巍, 马英驰, 吕品, 刘典, 徐晓娟, 张程华.室温掺铒光纤放大器中实现参量控制无损耗光速减慢传输. 必威体育下载 , 2012, 61(9): 094204.doi:10.7498/aps.61.094204
[14]	刘凌宇, 田慧平, 纪越峰.光子晶体波导中的孤子传输及其延迟特性研究. 必威体育下载 , 2011, 60(10): 104216.doi:10.7498/aps.60.104216
[15]	沈惠杰, 温激鸿, 郁殿龙, 温熙森.基于Timoshenko梁模型的周期充液管路弯曲振动带隙特性和传输特性. 必威体育下载 , 2009, 58(12): 8357-8363.doi:10.7498/aps.58.8357
[16]	徐进, 王文祥, 岳玲娜, 宫玉彬, 魏彦玉.椭圆手征波导的传输特性. 必威体育下载 , 2009, 58(9): 6291-6295.doi:10.7498/aps.58.6291
[17]	蔡鑫伦, 黄德修, 张新亮.基于全矢量模式匹配法的三维弯曲波导本征模式计算. 必威体育下载 , 2007, 56(4): 2268-2274.doi:10.7498/aps.56.2268
[18]	陈谦, 邹欣晔, 程建春.超声波声孔效应中气泡动力学的研究. 必威体育下载 , 2006, 55(12): 6476-6481.doi:10.7498/aps.55.6476
[19]	王忠纯.介观无损耗传输线中电流的量子涨落. 必威体育下载 , 2003, 52(5): 1230-1233.doi:10.7498/aps.52.1230
[20]	牛新建, 李宏福, 喻胜, 谢仲怜, 杨仕文.8mm高功率过模弯曲圆波导TE01—TM11模式变换. 必威体育下载 , 2002, 51(10): 2291-2295.doi:10.7498/aps.51.2291

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