区间模型下声子晶体的带隙优化研究

摘要

目前对于声子晶体的优化设计都是基于确定性的声学模型.然而不确定性广泛存在于声子晶体,并严重影响其声学性质.针对这一现状,将区间模型引入声子晶体,描述其系统参数的不确定性.接着,采用Chebyshev多项式构建声子晶体能带结构的代理模型,以分析不确定参数对声子晶体带隙的影响.最后,以声子晶体带隙最大化为目标函数,以带隙的变化范围为约束条件,构建基于Chebyshev代理模型的区间声子晶体的可靠性优化模型,并采用遗传算法求解.数值分析结果表明,Chebyshev代理模型能高效且较精确地预测区间模型下声子晶体的带隙变化范围.以Chebyshev代理模型为基础的声子晶体优化模型,在考虑区间不确定性的条件下,最大化带隙的变化范围,极大地改善了声子晶体的声音屏蔽性能.