[發(fā)明專利]一種基于梯度聲黑洞結(jié)構(gòu)帶隙調(diào)控的聲子晶體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210441930.5
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114822467B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦朝燁;高文亮;褚福磊
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G10K11/172
• 分類號: G10K11/172
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

1.一種基于梯度聲黑洞結(jié)構(gòu)帶隙調(diào)控的聲子晶體，其特征在于，包括：沿著聲子晶體的中心軸方向依次排列的第一元胞單元至第N元胞單元，N為大于或等于2的整數(shù)；任意一個第k元胞單元包括沿著聲子晶體的中心軸方向排布的第k均截面梁段和第k變截面梁段，第k變截面梁段與第k均截面梁段連接，第k均截面梁段和第k變截面梁段均關(guān)于聲子晶體的中心平面對稱，第k變截面梁段朝向第k均截面梁段一側(cè)的端面面積等于第k均截面梁段的橫截面面積，自第k變截面梁段朝向第k均截面梁段的一側(cè)至第k變截面梁段背向第k均截面梁段的一側(cè)的方向上，第k變截面梁段的橫截面面積遞減；k為大于或等于1且小于或等于N的整數(shù)；第k₁元胞單元中的第k₁變截面梁段與第k₂元胞單元中第k₂均截面梁段連接，第k₁變截面梁段朝向第k₂均截面梁段的一側(cè)的端面面積小于第k₂均截面梁段的橫截面面積，k₂＝k₁+1，k₂為大于或等于2且小于或等于N的整數(shù)；

第k變截面梁段包括相對設(shè)置的第k個第一變截面?zhèn)缺诤偷趉個第二變截面?zhèn)缺凇⒁约跋鄬υO(shè)置的第k個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺冢趉個第一變截面?zhèn)缺凇⒌趉個第二變截面?zhèn)缺凇⒌趉個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺诃h(huán)繞所述聲子晶體的中心軸，第k個第一變截面?zhèn)缺诤偷趉個第二變截面?zhèn)缺谄叫星遗c聲子晶體的中心軸方向平行，自第k變截面梁段朝向第k均截面梁段的一側(cè)至第k變截面梁段背向第k均截面梁段的一側(cè)的方向上，第k個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺谥g的距離遞減；

第k變截面梁段背向第k均截面梁段一側(cè)的端面處對應(yīng)的第k個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺谥g的距離隨著k的增加而線性遞增；或者，第k變截面梁段背向第k均截面梁段一側(cè)的端面處對應(yīng)的第k個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺谥g的距離隨著k的增加呈正弦函數(shù)變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于梯度聲黑洞結(jié)構(gòu)帶隙調(diào)控的聲子晶體，其特征在于，第k均截面梁段包括相對設(shè)置的第k個第一均截面?zhèn)缺诤偷趉個第二均截面?zhèn)缺凇⒁约跋鄬υO(shè)置的第k個第三均截面?zhèn)缺诤偷趉個第四均截面?zhèn)缺冢趉個第一均截面?zhèn)缺凇⒌趉個第二均截面?zhèn)缺凇⒌趉個第三均截面?zhèn)缺诤偷趉個第四均截面?zhèn)缺诃h(huán)繞所述聲子晶體的中心軸，第k個第一均截面?zhèn)缺诤偷趉個第二均截面?zhèn)缺谄叫校趉個第三均截面?zhèn)缺诤偷趉個第四均截面?zhèn)缺谄叫校坏趉個第一變截面?zhèn)缺诤偷趉個第一均截面?zhèn)缺谄叫星疫B接，第k個第二變截面?zhèn)缺诤偷趉個第二均截面?zhèn)缺谄叫星疫B接；第k個第三變截面?zhèn)缺谂c第k個第三均截面?zhèn)缺谶B接，第k個第四變截面?zhèn)缺谂c第k個第四均截面?zhèn)缺谶B接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于梯度聲黑洞結(jié)構(gòu)帶隙調(diào)控的聲子晶體，其特征在于，第k個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺谥g的距離h_k(x_k2)滿足冪函數(shù)關(guān)系h_k(x_k2)/2＝ε*(x_k2-L_k2)_m+h_0k/2，ε為冪函數(shù)關(guān)系中的系數(shù)，x_k2為第k變截面梁段在聲子晶體的中心軸方向上的各處的位置，h_0k為第k變截面梁段背向第k均截面梁段一側(cè)的端面處對應(yīng)的第k個第三變截面?zhèn)缺诤偷趉個第四變截面?zhèn)缺谥g的距離，m為大于或等于2的有理數(shù)，L_k2為第k變截面梁段的長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于梯度聲黑洞結(jié)構(gòu)帶隙調(diào)控的聲子晶體，其特征在于，第k變截面梁段沿著聲子晶體的中心軸方向的長度小于(h_dk/2∑)_1/m；h_dk為第k均截面梁段的高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于梯度聲黑洞結(jié)構(gòu)帶隙調(diào)控的聲子晶體，其特征在于，第一元胞單元至第N元胞單元的材料一致，任意第k元胞單元中第k均截面梁段和第k變截面梁段的材料一致。