陈 琳，吴卫国，周 榕

(江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013)

局域共振型瓣状声学超材料带隙特性研究

陈 琳，吴卫国，周 榕

(江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013)

针对现有研究中声学超材料完全带隙和相对带隙较窄的问题，设计了一种局域共振机理的瓣型声学超材料，运用有限元计算和仿真方法研究了该薄膜型声学超材料的能带特性及其振型特性，研究表明瓣型声学超材料的带隙宽度是无瓣型声学超材料带隙宽度的16倍，其相对带隙可达60%。

声学超材料；局域共振；完全带隙

声学超材料是由尺寸远小于作用波长的结构单元构成、并且有着奇异的反常规效应的人工结构[1]。2000年，刘正猷等人首次提出了局域共振机理[2]，实现了毫米级结构对大波长低频声波的有效控制。2004年王刚等人[3]设计的二维二组元声学超材料，首次提出了二维二组元声学超材料可以产生带隙的观点。沈平和杨志宇[4]研究了一种暗声学超材料实现了比布拉格散射机制频率低两个数量级的带隙。王刚[5]等人发明的局域共振型超材料可以达到带隙频率可调谐的目的。吴九汇[6]课题组研究了一种轻质二组元软性薄层局域共振声学超材料，这种超材料不仅能在500 Hz以下的低频打开完全带隙，而且能在频率低于100 Hz的超低频段打开垂向带隙。M. Badreddine和Mourad Oudich设计的超材料结构[7]约在3 kHz的频段产生了完全带隙。Osama R. 和Mahmoud 研究的一种类似跳板的声学超材料模型[8]可以产生较宽的亚波长带隙，并且其相对带隙也达到了55%。……