周期性两相层状材料带隙性质分析与优化设计

摘要

基于Floquet-Bloch理论,推导了弹性波在周期性两相层状材料中传播时波数的显式解析函数表达式,分析了波数与频率、材料属性和结构参数之间的关系,确定了通带和禁带对应的频率范围.针对弹性波波数在频域的不连续性,利用波数余弦函数在频域的连续性以及与弹性波衰减系数的近似关系,考虑弹性波频率分布服从不同概率密度函数,建立在给定频段内最大化弹性波衰减效率的优化问题提法,通过迭代优化得到最优材料结构参数.数值算例验证了本文优化模型的有效性,并讨论了弹性波频率分布规律对最优材料结构参数的影响.