课题基金 / 基金详情

外加磁场时磁弹性声子晶体板中波拓扑传输效应

批准号:
12074114
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
陈久久
依托单位:
学科分类:
超声物理与技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈久久

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
声拓扑边界态具有背散射抑制的能力。由于流体中声波的无自旋性质, 在声学系统中对拓扑态至关重要的 “自旋” 自由度是通常利用循环背景流或预置耦合谐振环波导实现,这极大地增加了工程复杂度。本项目研究板波在外加磁场时声子晶体板中的非互易性传输和拓扑传输:首先研究板波在外加静态磁场时磁弹性声子晶体板的非互易性和拓扑态传输;接着研究板波在外加静态磁场时磁弹性声子晶体板的主动可调拓扑态传输;并详细分析板波在外加动态磁场时磁弹声子晶体板中的非互易性传输和拓扑传输;最后实验验证实验验证外加动态磁场时二维磁弹性声子晶体板中兰姆波可调拓扑传输。为外加磁场时超材料拓扑态的超声表征与检测提供必要的理论依据;并为板波的拓扑态传输的工程应用提供理论和实验基础。
英文摘要
Acoustic topological edge states have the ability to suppress back-scattering. Because of the spinless nature of acoustic waves in fluid regime, the “spinlike” degree of freedom crucial to topological states in acoustic systems is commonly realized with circulating background flow or preset coupled resonator ring waveguides, which drastically increases the engineering complexity. In this project, the topological transmission properties of plate-mode waves in phononic crystal slabs are studied by an applied external magnetostatic field. Firstly, the nonreciprocal wave propagation and topological state transmission of magneto - elastic phononic crystal is studied in that case of a applied external statics magnetic field. Then, the tunable topological state transmission of the magneto - elastic phononic crystal is studied when the external statics magnetic field is applied. Meanwhile, we particularly analyze the nonreciprocal wave propagation and topological state transmission of magneto - elastic phononic crystal in that case of an applied external dynamic magnetic field. Finally, the experimental results verify the topological state transmission of the plate wave in magneto - elastic phononic crystal slabs by an applied external dynamic magnetic fields. It provides the necessary theoretical evidence for the ultrasonic characterization and detection of the topological state in the metamaterials when the external magnetic field is applied, and provides the theoretical and experimental basis for the engineering application of the topological state transmission of plate-mode waves.
随着工业现代化运动的蓬勃进行,高精密制造加工中的振动噪声问题已成为了一个扼止制造技术迭代更新的关键瓶颈。本项目围绕一维和二维声子晶体板的非互易性、拓扑特性以及系统的可调性等方面展开了深入研究:首先将拓扑彩虹的概念引入到一维磁弹性声子晶体板的弹性波系统中,基于磁化动态朗道-利夫希兹方程-吉尔伯特方程(Landau-Lifshitz-Gilbert, LLG)和平面波展开法,推导了在一维磁弹性声子晶体板中,弹性波斜入射下的非互易模型。然后基于调整单胞的几何参数,设计了一种具有锥形表面的声子晶体单胞,实现了剪切水平(SH)波的能带反转及拓扑相变。接着基于调整结构参数,设计了一种凹凸状的声子晶体单胞,实现了板模波带的反转和拓扑相变。最后在二维磁弹性声子晶体板系统中,研究并实现了在外静磁场作用下耦合板模波的可调拓扑边缘态和拓扑弹性彩虹。本项目旨在揭示一维声子晶体板的非互易性和拓扑特性和二维磁弹性声子晶体板中耦合板模波的拓扑相变、拓扑态、拓扑弹性彩虹效应以及系统的可调性。为解决大多数实现弹性拓扑绝缘体的系统依赖于结构的几何参数,存在加工制造后随着结构固定其能带结构也就此固定,缺乏对带隙和拓扑态的主动可调性的问题提供了理论依据。
磁弹性声子晶体板中兰姆波的拓扑非厄米趋肤效应研究
  • 批准号:
    2025JJ50040
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    陈久久
  • 依托单位:
周期性梯度压电和磁电弹性板中单通效应的研究
  • 批准号:
    11374093
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈久久
  • 依托单位:
有液层负载时漏板波型声子晶体的理论和实验研究
  • 批准号:
    10902035
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    陈久久
  • 依托单位:
国内基金
海外基金