硬軟層状構造体におけるプレートモード弾性波の伝搬特性の解析とその応用に関する研究

硬软层状结构中板模弹性波传播特性分析及应用研究

• 批准号: 09J01100
• 负责人: 西宮 康治朗
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J01100/
• 关键词: フォノニック結晶; 負の屈折率; 負の群速度; 層状構造体; 集束超音波; ストロボ光弾性法

本年度は前年度に引き続き、フォノニック結晶における波動伝搬の解析および制御を目的として研究を行った。前年度は、焦点距離を可変とすることが可能なフォノニック結晶の形状を考察し、有限要素法解析によりその実現可能性を示した。しかし、この提案形状では、音源が球面波にしか適用できない。実環境において、音響レンズを考える場合、必ずしも音源が球面波であるということはない。実際には、音源がレンズから波長に対して十分に離れている場合、最初は球面波であった波も、レンズに入射されるときには近似的に平面波として見なされる。そこで本年度は、音源が平面波である場合にも音波を集束できる音響フラットレンズを考案した。前年度と同様、層状構造体フォノニック結晶を用い、フォノニック結晶/液体/フォノニック結晶という3層構造体を用いた。1層目のフォノニック結晶を、入射された平面波の角度が広がるように設計し、2層目のフォノニック結晶において、広がった音波を負の屈折を用いて集束するように設計した。この構造に対して、有限要素法を用いることにより解析し、結果として、音源が平面波である場合にも、精度よく集束させることが可能であることが示せた。また、比較のため、従来のフォノニック結晶に平面波を入射した結果、音波は集束することなく、平面波のまま通り抜けた。これにより、本研究の提案構造の有効性を示すことができた。また、前年度の成果と合わせることにより、フォノニック結晶分野において、音波の集束位置を可変にすることと、音源が平面波である場合にも適用することで、一層柔軟な機能を持つフォノニック結晶の工業分野への適用が期待できる。

In the previous year, there was an introduction to the results of the previous year, and the results of the previous year were analyzed. In the previous year, the focus is far away from each other. It is possible to investigate the shape of the crystal. The finite element method is used to analyze the possibility. The shape of the proposal, the sound source, the spherical wave, and the sound source are used. If the environment and sound equipment are in line with each other, it is necessary to use the sound source, the spherical wave, and the sound source. The wave length of the sound source is similar to that of the spherical wave, and the incident wave is similar to that of the plane wave. This year, the sound source, the plane wave, the sound wave, the cluster, the sound, the sound. In the previous year, the structure of the same structure, the structure of the structure, the structure, the structure and the structure. The device is designed for the first time, the incident plane wave angle, the incident wave angle, the angle, and the bend. In this paper, we use the finite element method to analyze the data, the results, the sound source, the plane wave, the accuracy, the accuracy and the accuracy of the finite element method. The experiment results show that the plane wave is incident, the sound wave is clustered, and the plane wave is clear. The proposal of this study is to show that there is a sexual relationship. The results of the previous year are in line with the results of the previous year, the results of the previous year and the results of the previous year.

项目成果

Visualization of Focused Ultrasound using Negative Refraction in Phononic Crystal

使用声子晶体中的负折射可视化聚焦超声

• 发表时间: 2009
• 作者: Kojiro Nishimiya;Koichi Mizutani;Naoto Wakatsuki;Ken Yamamoto
• 通讯作者: Ken Yamamoto

Visualization of wave propagation in elastic plates with cracks using pulse light source

使用脉冲光源可视化带裂纹弹性板中的波传播

• 发表时间: 2009
• 作者: Kojiro Nishimiya;Takeshi Ohbuchi;Koichi Mizutani;Naoto Wakatsuki;Ken Yamamoto
• 通讯作者: Ken Yamamoto

Layered structure of plural phononic crystals

多个声子晶体的层状结构

• 发表时间: 2010
• 作者: Kojiro Nishimiya;Koichi Mizutani;Naoto Wakatsuki;Tadashi Ebihara;Ken Yamamoto;Kojiro Nishimiya
• 通讯作者: Kojiro Nishimiya

Visualization of Negative Refraction in Phononic Crystal using Pulsed Light Source

使用脉冲光源可视化声子晶体中的负折射

• 发表时间: 2009
• 作者: Kojiro Nishimiya;Koichi Mizutani;Naoto Wakatsuki;Ken Yamamoto
• 通讯作者: Ken Yamamoto

Percussion instruments with plural sounds using orthogonal modes

使用正交模式的具有多种声音的打击乐器

• 发表时间: 2010
• 作者: Kojiro Nishimiya;Koichi Mizutani;Naoto Wakatsuki;Tadashi Ebihara;Ken Yamamoto;Kojiro Nishimiya;Kojiro Nishimiya
• 通讯作者: Kojiro Nishimiya