基于平面波法的一维声子晶体带隙结构研究开题报告

XXXX本科毕业论文开题报告学院：XXXXXX年级：XXXX级姓名：XXXX学号：XXXXXXX论文题目：基于平面波法的一维声子晶体带隙结构研究何为声子晶体？具有弹性波带隙的周期性结构材料称为声子晶体。选题的目的和意义目的用平面波法计算金属╱金属，金属╱非金属，非金属╱非金属三种类型声子晶体的能带结构，研究平面波数、组元比及晶格常数对纵波能带结构的影响，为制备性能良好的声子晶体提供理论指导。2.意义：声子晶体由不同弹性系数的材料周期性地排列而成，会产生弹性波的禁带现象。当弹性波的频率位于声子晶体带隙的频率范围，声波就无法通过。一维声子晶体由于结构简单、制作容易，在无源隔音、精密机械平台减振、滤波器等方面具有极大的应用前景而备受关注。对一维声子晶体而言，带隙可以通过调节材料组分比、晶格常数及周期结构来实现，这些影响因素正是本文研究的主要内容。选题的研究现状声子晶体是一个刚刚开始的新课题，国内外仅有为数不多的几个课题组，国际上关于声子晶体的研究还有很多空白，而且目前的研究仅局限于理论和实验阶段的初步工作。声子晶体具有可设计性的特点，为了更好地设计声子晶体满足实际需求，近年来发展了一系列模拟计算的方法，包括平面波展开方法，传输矩阵方法，多重散射理论方法，时域有限差分方法，有限元方法以及遗传算法。每一种方法都有各自的优点，其中平面波展开法因物理意义清晰、通用性强、特别适合无限结构的声子晶体而备受关注。论文主要内容第一章绪论1声子晶体的概念2声子晶体的结构和特征3声子晶体的研究现状4声子晶体的研究意义5本文的研究内容第二章多层介质的平面波展开法1研究模型2方法推导3程序的编写第三章平面波数对声子晶体带隙的影响3.1金属╱金属系统3.2金属╱非金属系统3.3非金属╱非金属系统3.4本章小结第四章组分比对声子晶体带隙的影响4.1金属╱金属系统4.2金属╱非金属系统4.3非金属╱非金属系统4.4本章小结第五章晶格常数对声子晶体带隙的影响5.1金属╱金属系统5.2金属╱非金属系统5.3非金属╱非金属系统5.4本章小结第六章结论附表常见材料的主要物理参数参考文献、致谢1.研究的主要问题：用平面波法研究金属╱金属，非金属╱非金属，非金属╱金属三种类型声子晶体的带隙。2.研究的重点：带隙与各参数的关系。3.研究的难点：平面波展开法的推导及编程。拟研究的主要问题、重点和难点:研究目标学会平面波展开法及编程，研究材料的平面波数、组分比及晶格常数对带隙的影响。研究方法、技术路线、实验方案、可行性分析：1.研究方法：采用平面波展开法进行计算。2.技术路线：建立模型，学会平面波展开法及编程，用平面波展开法讨论带隙与参数的关系。3.实验方案：用MATLAB编写出计算程序，用ORIGIN画出图形。4.可行性分析：平面波展开法用于声子晶体的计算已较为成熟，MATLAB及ORIGIN软件也已经普及，研究中所选择的材料也较为常见，而且指导教师在这方面已有多年的研究经验。所以，研究方案是可行的。研究的特色与创新之处：所选择的材料是没有被研究过的，而对比金属╱金属、非金属╱非金属、非金属╱金属三种类型声子晶体的带隙结构差异也具有一定的创新性。进度安排及预期结果：2014.11.10—12.9.选题并确定内容提纲；2014.12.10—16.完成开题报告；2014.12.11.—17.签订任务书；2014.12.—2015.5.查寻资料并完成论文；2015.6充分准备并完成答辩。参考文献：[1]赵宏刚,韩小云,温激鸿,等.新型声学功能材料—声子晶体[J].材料科学与工程学报,2003,21(1):153-156.[2]赵辉,张其锦.光子晶体研究进展[J].高分子通报,2001(10):60-73.[3]快素兰,张俞之,胡行方.光子晶体的能带结构|\潜在应用和制备方法[J].无机材料学报,2001,16(2):193-198.[4]吴福根,刘有廷等.二维周期复合介质中声波带隙结构及其缺陷态[J].物理学报,2002,51(7):1434-1438[5]方俊鑫,陈栋陆.固体物理学[M].上海:上海科学技术出版社,1980.[6]颜琳.声子晶体带结构的研究[D].湘潭:湘潭大学,2005[7]王刚,温激鸿,韩小云,等.二维声子晶体带隙计算中的时域有限差分方法[J].物理学报,2003,52(8):1943-1947.[8]SigalasMM,EconomouEN.Elasticandacousticwavebandstructure[J].JournalofSoundandVibration,1992,2(382):158-377.[9]KushwahaMS,HaleviP,DobrzynskiL,etal.Acousticband-structureofperiodicelasticcomposites[J].PhysicalReviewLetters,1993,71(