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第三章 建筑声学第一节 建筑声学的基本原理1．声音的产生来源于物体的( )状态。
A ．受热B ．受冷C ．振动D 、静止解答 声波是一种振动波。
答案 C2．在常温下，声波的速度是( )m/s 。
A ．340B ．331．4C ．300D 、170解答 声速是振动传播的速度，它的大小与振源的特性无关，而与介质的弹性、密度以及温度有关。
在一定的介质中声速是确定的。
通常室温下空气中的声速约为340m/s 。
答案 A3．在下列介质中，声波在( )中传播速度最大。
A ．钢B ．松木C ．空气D 、真空解答 介质的密度越大，声音的传播速度越快。
上列物体中，钢的密度最大，真空的密度最小。
答案 A4．声音不能在( )中传播。
A 、真空B 、气体C 、液体D 、固体解答 声音必须经过一定的介质才能向外传播，这种介质可以是气体、液体或固体。
答案 A5．频率为500Hz 的声波的波长是( )m 。
A ．0.34B ．0.68C ．1.0 D.2.0解答 c f λ=g ，式中，c 为声速(m/s)，空气中的声速c=340m/s ；，为频率(Hz)，本题中f=500Hz ，声波的波长A=c/f=340/500=0.68m 。
答案 B6．下列物理量的单位， ( )是错误的。
A ．声压[Pa]B ．隔声量[dBA]C ．声强[W/m 2]D 、声功率[w] 解答 隔声量的单位是dB 。
答案 B7．根据波阵面形状可将声音分为平面波、柱面波和球面波，其中柱面波是由( )发出。
A ．点声源B ．线声源C ．面声源D ．钢琴解答 点声源辐射球面波，若把许多靠近的单个声源沿一直线排列，则成了“线声源”，这种声源辐射柱面波，面声源辐射平面波。
答案 B8．声音三要素是指( )。
I ．声音的强弱；Ⅱ．音调的高低；Ⅲ．音色的好坏；1V ．声源的方向；V ．混响时间的长短A ．I 、Ⅱ、ⅢB ．Ⅱ、Ⅲ、ⅣC ．Ⅲ、Ⅳ、VD ．I 、Ⅳ、V解答 声音的强弱、音调的高低和音色的好坏，是声音的基本性质，即所谓声音的三要素。
云南《通信与广电工程》科目一建、一级建造师2024年9月份模拟试题2一、【单选题】1. 在短距离内直接在传输介质中传输模拟信号的系统称为（）。
A、基带传输系统B、频分复用传输系统C、时分复用传输系统D、波分复用传输系统2. 中短波广播发射机测试项目中三大电声指标包括：非线性失真、频率响应和（）。
A、噪声电平B、频率稳定度C、整机效率D、调幅度3. 用双耳收听来判断声源的远近和（），称为双耳定位。
A、内容B、方向C、直达D、反射4. 一类电信建筑与高度大于（）的二类电信建筑均应设防烟楼梯间，其余的电信建筑应设封闭楼梯间。
A、 30mB、 31mC、 32mD、 33m5. 通信基站接地系统中室内接地排与接地桩之间的连接线称为（）A、接地汇集线B、接地体C、接地引入线D、接地联络线6. 操作维护中心(OMC-R)检验项目不包括（）。
A、用户接口B、安全管理C、操作日志D、无线资源管理7. 当管道沟槽挖深超过设计标高（）mm时，应填铺石灰土或级配砂砾并夯实。
A、 50B、 100C、 150D、 2008. 质量事故发生后，（）必须在（）小时内以最快捷方式向相应管理机构报告。
A、建设单位12B、建设单位24C、施工单位12D、施工单位249. 信号接收系统的防雷和接地，其避雷针的保护半径必须覆盖室外信号接收设备，保护半径=避雷针与地面高度×（）。
A、 1B、 1C、 2D、 210. 新建管道工程中，使用的管材单段长度可以超过150m的是（）A、硅芯管B、梅花管C、栅格管D、 ABS塑料管11. 对卫星信号进行解调成音频信号的设备是（）。
A、高频头B、馈源C、功分器D、数字卫星电视接收机12. 对于中、远地区(超过2000km)广播的短波发射台，天线发射前方1km以内，总坡度一般不应超过（）。
A、 2％B、 3％C、 4％D、 5％13. 三级及三级以上通信网络单元应当（）进行一次符合性评测。
土木建筑工程：建筑声学考试答案三1、名词解释波动方程正确答案：描述波在同性均质弹性介质内传播的微分方程2、单选为了增加观众席的前次反射声，台口顶棚应设计成（）。
A.吸声体B.反射面C.扩散面D.半吸（江南博哥）声半反射面正确答案：B3、名词解释法向声阻抗正确答案：材料表面上的声压与体积速度发向分量复数比值4、单选于声现象，下列说法正确的是（）A.声音在不同介质中的传播速度相同B.人说话是靠舌头振动发声的C.只要物体在振动，我们人耳就能听到声音D.一切发声物体都在振动正确答案：D5、名词解释消声弯头正确答案：把吸声材料贴敷于通风弯头构件里制成的弯头式消声装置。
6、名词解释稳态特性正确答案：对平稳声音的再现能力，声音从时间上可以分为稳态和瞬态，起始段和衰减段之间为稳定段，稳定段是声音的基本特征，不同声源稳态阶段所占比例有所不同，吹奏乐和拉弦乐的稳定段较长，打击乐较短。
7、名词解释延伸反应表面正确答案：当表面一点的行为与邻近点的行为有关，以至表面对入射波的响应因入射波不同而不同，称其为延伸反应表面。
8、单选有一厅堂，中频混响时间为1.2秒，它适用于（）。
A.音乐厅B.歌剧院C.高保真立体声电影院D.多功能礼堂正确答案：D9、单选防止简并现象的根本原则是（）。
A.使共振频率分布尽可能均匀B.选择合适的房间尺寸、比例和形状C.将房间的墙或天花做成不规则形状D.将吸声材料不规则地分布在房间的界面上正确答案：A10、名词解释对混响时间正确答案：声源停止发声后，声压级衰减到人耳听不到的程度所需要的时间。
11、单选一个体积为80m3的矩形语言录音室，其几何尺寸易选择为（）。
A.6m，3m，2mB.7.8m，3.9m，2.6mC.4.3m，4.3m，4.3mD.5.4m，4.5m，3.3m正确答案：D12、名词解释声功率级正确答案：声功率与基准声功率之比的以10为底的对数，单位为贝尔。
但通常用dB为单位。
基准声功率必须指明。
2023年一级注册建筑师之建筑物理与建筑设备题库第一部分单选题(300题)1、降噪系数的具体倍频带是（）。
A.125Hz～4000HzB.125Hz～2000HzC.250Hz～4000HzD.250Hz～2000Hz【答案】：D2、住宅的入管的供水压力不应大于()MPa。
A.0.35B.0.4C.0.45D.0.5【答案】：A3、以下措施不能有效提高侧窗采光教室采光照度均匀性的是（）。
A.在走廊一侧开窗B.窗横档以上使用扩散光玻璃C.增加窗间墙的宽度D.将窗的横档在水平方向加宽并设在窗的中下方【答案】：C4、下列哪种普通照明用光源的显色指数最高？（）A.荧光高压汞灯B.金属卤化物灯C.高压钠灯D.紧凑型荧光灯【答案】：B5、《民用建筑隔声设计规范》中住宅卧室楼板撞击声隔声的“低限标准”是()A.80dB.75dBC.70dBD.65dB【答案】：B6、若5mm厚玻璃对400Hz声音的隔声量为24dB，运用“质量定律”，从理论上估计8mm厚的玻璃对500Hz声音的隔声量是()A.26dB.28dBC.30dBD.32dB【答案】：C7、关于城市给水管道与用户给水管道连接的表述中，以下哪条错误？()A.严禁与用户自备水源的给水管道直接连接B.城市给水只能送水人蓄水池再加压进入自备水源管道C.自备水源水质高于城市水源水质可直接连接D.严禁二者直接连接是国际通用规定【答案】：C8、声闸的内表面应（）。
A.抹灰B.贴墙纸C.贴瓷砖D.贴吸声材料【答案】：D9、我国目前对7~9度地震区设置了规范标准，给排水设防应在什么范围内？A.6~7度B.7~8度C.7~9度D.8~9度【答案】：C10、当利用金属屋面做接闪器时，金属屋面需要有一定厚度，这主要是因为（）。
A.防止雷电流的热效应使屋面穿孔B.防止雷电流的电动力效应使屋面变形C.屏蔽雷电流的电磁干扰D.减轻雷击时巨大声响的影响【答案】：A11、全年需要供冷的房间，其外窗玻璃遮阳系数CZ与全年累计空调冷负荷Q(kWh)的关系是()。
建筑声学建筑声学试卷（练习题库）1、人耳听觉最重要的部分为O2、公路边一座高层建筑，以下判断正确的是（）3、倍频程500HZ的频带为（），1/3倍频程500HZ的频带为（）。
4、从20HZ-20KHZ的倍频带共有（）个。
5、“1/3倍频带IKHZ的声压级为63dB”是指（）。
6、古语中“隔墙有耳”、“空谷回音”、“未见其面，先闻其声”中的声学道理为（）。
7、一个人讲话为声压级60dB,一百万人同时讲话声压级为（）。
8、一般讲，两个声音叠加，当一个声音的声压级比另一个声音小O时，可以忽略不计。
9、一般讲，声压级最小有OdB的变化时，人耳将有察觉；声压级最小有（）dB的变化时，人耳有明显感觉。
10、自由场中，声源发出的声音在各个方向上可能分布不均匀，是因为（）。
11、人之所以听到回声是因为（）。
12、一个体积为80m3的矩形语言录音室，其几何尺寸易选择为（）。
13、建筑声学中，所研究频率到OHZ以上，应考虑空气的吸收。
14、一个大房间和一个小房间进行相同水平的装修，则这两个房间的O相等。
15、各墙面吸声材料不变，房间体积增大，混响时间相应（）。
16、防止简并现象的根本原则是（）。
17、使用混响时间计算公式进行房间混响计算时，计算值往往与实测值有差别，这一差别一般情况下是（）。
18、为了不影响多孔吸声材料的吸声特性，可以使用大于等于O穿孔率的穿孔板做罩面。
19、试问下列有关噪声的记叙中，O是错误的。
20、剧院舞台台□吸声系数一般为O21、玻璃棉材料厚度从50≡n增加到15Omm时，O吸声能力提高较多。
22、某薄板共振吸声结构吸声峰值频率为250Hz,当薄板后空气层厚度降低到原来的1/4时，该频率（）。
23、某演讲大厅，500Hz混响时间设计值为0.9s,则IOOOHz混响时间设计值应取O24、一个容积为1000m3的观众厅，不同使用要求时，混响时间设计O是错误的。
25、具有合适混响时间的综合用800人观众厅体积为Om3o26、剧场及多功能大厅设计中，挑台的深度不能超过开口高度的O倍。
2021一级注册建筑师考试题《建筑物理与建筑设备》真题及答案声1.声波在传播途径中遇到比其波长小的障碍物将会产生:A.折射B.反射C.绕射D.透射答案:C解析:遇到比波长小得多的坚实障板会发生绕射。
2.下列不同频率的声音，声压级均为70dB,听起来最响的是?A.4000HzB.1000HzC.200HzD.50Hz答案:A解析:人耳对高频敏感，低频不敏感。
2000-4000Hz的声音最敏感。
3.多孔吸声材料具有良好的吸声性能的原因是:A.表面粗糙B.容重小C.具有大量内外连通的微小空隙和孔洞D.内部有大量封闭孔洞答案:C解析:内外连通的微小空隙和孔洞使声能转换为热能。
4.关于空腔共振吸声结构，下列说法错误的是:A.空腔中填充多孔材料，可提高吸声系数B.共振时声音放大，会辐射出更强的声音C.共振时振动速度和振幅达到最大D.吸声系数在共振频率处达到最大答案:B解析:在振动中，因空气柱和孔径侧壁产生摩擦而消耗声能。
5.单层质密墙体厚度增加一倍则其隔声量根据质量定律增加:A.6dBB.4dBC.2dBD.1dB答案:A解析:厚度增加一倍，隔声量增加6dB。
6.墙体产生“吻合效应’的原因是:A.墙体在斜入射声波激发下产生的受迫弯曲波的传播速度，等于墙体固有的自由弯曲波传播速度B.两层墙板的厚度相同C.两层墙板之间有空气间层D.两层墙板之间有刚性连接答案:A解析:吻合效应指的是因声波入射角度造成的声波作用与隔墙中弯曲波传播速度相吻合而使隔声量降低的现象。
7.降噪系数，具体倍频带:A.125HZ-4000HZB.125HZ-2000HZC.250HZ-4000HZD.250HZ-2000HZ答案:D解析:降噪系数和平均吸声系数一样，也是材料吸声性能的一个单值评价量,它比平均吸声系数更加简化,为250Hz,500Hz,1000Hz和2000Hz四个倍频带吸声系数的平均值。
8.下列哪项措施可有效提高设备的减震效果?A.使减震系统的固有频率远小于设备的震动频率B.使减震系统的固有频率接近设备的震动频率C.增加隔震器的阻尼D.增加隔震器的刚度答案:A解析:因此，要提高减振效率，需提高f/fo的数值，f是设备的工作频率，一般不能改变，只能降低fo,通常将设备安装在质量块M上，质量块由减振器支承。
土木建筑工程：建筑声学题库考点1、名词解释几何声学正确答案：用声线的观点研究声学问题的科学2、名词解释阻抗复合消声器正确答案：一种既具有吸声材料，又有共振腔、扩张室、穿孔板等滤波元件的消声装置。
3、名词解（江南博哥）释声阻抗率正确答案：媒质中某一点的声压与质点速度的复数比值4、单选有一厅堂，中频混响时间为1.2秒，它适用于（）。
A.音乐厅B.歌剧院C.高保真立体声电影院D.多功能礼堂正确答案：D5、名词解释四极子源正确答案：由两个相距甚近的偶极子源组成的声源6、单选以下关于Leq说法正确的有（）A.Leq和A声级实际是一回事，没什么不同。
B.测量时间段越长，Leq的值越大。
C.Leq越大，说明平均噪声水平越高。
D.在60秒内，前30秒A声级维持为80dBA.，后30秒无声，则60秒内的Leq 为74.6dBA.。
正确答案：C7、名词解释自由场正确答案：均匀各向同性媒质中，边界影响可以不计的声场8、名词解释薄板共振吸声结构正确答案：把板状吸声材料固定在框架上，连同板后的空腔形成共振系统。
9、名词解释颤动回声正确答案：同一声源原始脉冲声引起的一连串紧跟着的反射脉冲声10、名词解释耦合振动正确答案：两个或多个系统受到力作用而相互影响时的振动11、单选一个大房间和一个小房间进行相同水平的装修，则这两个房间的（）相等。
A.总吸声量B.混响时间C.房间常数D.平均吸声系数z正确答案：D12、单选一般讲，两个声音叠加，当一个声音的声压级比另一个声音小（）时，可以忽略不计。
A.1dBB.2dBC.5dBD.10dB正确答案：A13、单选一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静。
究其原因，你认为正确的是（）A.可能是大雪后，行驶的车辆减少，噪声减小B.可能是大雪蓬松且多孔，对噪声有吸收作用C.可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射D.可能是大雪后气温较低，噪声传播速度变慢正确答案：B14、名词解释噪声控制正确答案：将噪声控制在容许范围内，以获得适宜的声学环境的技术。
2023年一级注册建筑师之建筑物理与建筑设备每日一练试卷A卷含答案单选题（共30题）1、声波遇到哪种较大面积的界面，会产生声扩散现象？（）A.凸曲面B.凹曲面C.平面D.软界面【答案】 A2、根据《民用建筑电气设计标准》，设备间和电信间内壁挂式配线设备底部离地面的高度不宜小于（）。
A.0.5mB.1.0mC.1.5mD.2.0m【答案】 A3、通风、空气调节系统风管，当采用矩形风管时，其长边与短边之比不宜大于( )A.1：3B.1：4C.1：5D.1：6【答案】 B4、下列哪项不是利用天然水源作为消防水源需满足的条件？( )A.枯水期有足够的水量B.有可靠的取水设施C.有防冻措施D.无病毒【答案】 D5、消防给水水源选择，下述哪项是错误的？( )A.城市给水管网B.枯水期最低水位时能保证消防给水，并设置有可靠的取水设施的室外水源C.消防水池D.生活专用水池【答案】 D6、下列关于鞋盒式古典音乐厅具有良好音质原因的描述中，( )是不正确的。
A.矩形平面窄厅B.高顶棚C.丰富的装饰构件D.乐台四周布置座位区【答案】 D7、目前，已有相当数量的工程建设项目采用计算机数值模拟技术进行规划辅助设计，下列哪一项为住宅小区微环境的优化设计？（）A.室内风环境模拟B.室内热环境模拟C.小区风环境模拟D.建筑日照模拟【答案】 C8、以下哪项不是影响居住小区给水加压站数量、规模和水压的因素？( )A.小区的规模B.建筑造价C.建筑高度D.建筑物分布【答案】 B9、在下列建筑场所内，可以不做辅助等电位联结的是( )A.室内游泳池B.办公室C.Ⅰ类、Ⅱ类医疗场所D.有洗浴设备的卫生间【答案】 B10、对于建筑节能来讲，为增强北方建筑的保温性能，下列措施中哪个不合理？（）A.采用双层窗B.增加窗的气密性C.增加实体墙厚度D.增强热桥保温【答案】 C11、设置在建筑地下一层的燃气锅炉房，对其锅炉间出入口的设置要求正确的是（）。
国 防 科 技 大 学 学 报 第26卷第4期 JOURNA L OF NA TIONA L UNIVERSITY OF DEFE NSE TECHNO LOGY V ol.26N o.42004文章编号:1001-2486(2004)04-0077-04空气中正方形排列的大声阻抗柱体阵列的声波禁带Ξ赵宏刚,刘耀宗,韩小云,温激鸿,王 刚,郁殿龙(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙 410073)摘 要:采用平面波展开法,分析了一类声阻抗较大的圆柱体正方形周期排列在空气中形成的二维声子晶体声波禁带。
数值计算结果表明,在柱体声阻抗远大于基体的条件下,声波禁带与柱体材料及其是否空心无关,而与柱体半径和晶格常数有关。
关键词:声子晶体;声波禁带;基体;晶格常数中图分类号:O48111;T B52 文献标识码:APhononic B and G aps for Tw o2dimensional SquareArray of the Large Acoustic Impedance Cylinders in AirZH AO H ong2gang,LI U Y ao2zong,H AN X iao2yun,WE N Ji2hong,W ANG G ang,Y U Dian2long(C ollege of M echatronics Engineering and Automation,National Univ.of Defense T echnology,Changsha410073,China)Abstract:The band gaps of the tw o2dimensional phononic crystal composed of square array of cylinders in air are analyzed by the plane2wave expansion(PWE)method.The numerical result shows that the band gaps are independent of the physical parameter of the scatter if the acoustic impedance of the scatter is much greater than that of the matrix.S o the band gaps are determined by the radius of the cylinders and the lattice constant.It doesn’t matter whether the cylinders are hollow or not.K ey w ords:phononic crystal;phononic band gaps;matrix;lattice constant近年来,考虑到声波和光波在波动性上存在共性,在光子晶体研究的基础上,声子晶体的研究受到各国研究机构的普遍关注。
声子晶体的研究不仅具有理论价值,即把各向异性介质中波的散射和局域现象在经典波中统一起来,更重要的是声子晶体在声学功能器件,如声滤波器、声波导、声变送器以及振动和噪声控制方面有着广泛的应用前景。
1995年,R.Martinez2Sala等针对西班牙Madrid市名为“流动的旋律”的雕塑,测试了其声衰减特性[1],首次在实验上证实声波禁带的存在。
随后,J.V.Sanche2Perez等在消声室对“缩微雕塑”的声波禁带进行了测试[2],结果表明,若改变散射体的数量,声衰减峰值高低有变化,但禁带位置基本保持不变。
2002年,J.O.Vasseur通过理论计算和实验测试,研究了正方形排列的铜管Π空气二维声子晶体的声波禁带[3]。
结果表明,不管铜柱是空心还是实心的,Г—X方向最低禁带均在4～8.8kH z的频率范围内。
以上研究工作均是针对一种或几种材料得出的结论,缺乏一般性。
本文从散射体与基体的声组抗对比出发,首先对正方形排列的不锈钢Π空气二维声子晶体实际模型进行简化,并采用平面波展开法计算了此二维声子晶体声波禁带,算法的有效性得到实验结果的验证;然后通过分析和算例说明,在散射体声组抗远大于基体的条件下,声波禁带与散射体材料无关。
1 平面波展开法在笛卡尔坐标系中,建立二维声子晶体的理论模型如下:以圆柱体(即散射体)轴向为Z轴,且柱体无限长;以圆柱体横截面为XY平面,无穷多柱体在XY平面周期排列,柱体可中空或实心。
图1描述了不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体部分横截面,其中a称为晶格常数,不锈钢管外径为R,右图阴影部分表示第一简约布里渊区。
Ξ收稿日期:2004-02-20基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(51307)作者简介:(1977—),男,博士生。
图1 不锈钢管正方形排列在空气中形成的二维声子晶体部分横截面Fig.1 Cross 2section of the 2D phononic crystal composed of square arrays of periodic hollowstainless steel cylinders in the air 目前,PWE 法在计算固Π固体系,液(气)Π液(气)体系二维声子晶体的能带结构时是比较精确的[5-8],但该方法在计算固Π液(气)体系的二维声子晶体时,由于液体(气体)中只存在纵波,而固体中既存在纵波也存在横波,所以必须进行适当的近似处理。
文献[3,9]采用以下近似方法:认为固体刚度无限大,即不可压缩,则声波不传入固体中,声波的传播只在空气中进行。
从声阻抗的角度看,以上论文中的研究对象共有的特点是柱体声阻抗远大于空气,这就意味着柱体内部压强只是柱体与空气分界面处压强的静态传递,并不存在疏密交替的声压,即内部质点并没有因空气质点的冲击而运动,所以并没有声波传播[4]。
在实际计算时,如果简化为全固相处理,即把空气看成剪切模量为零的“固体”,由于“零”剪切模量有限的富里叶级数不收敛,所以不管怎么增加平面波数目,PWE 算法都无法收敛。
由于散射体的声组抗远大于基体,所以可以把散射体用与之具有相同密度和纵波速度的液柱代替(阻抗等价近似),采用液Π气体系二维声子晶体的波动方程求解。
声波在液、气介质中传播时只有纵波,描述其内部声波传播的波动方程如下式:ρ(r )52u 5t 2= [λ(r ) ・u ](1)其中,弹性模量λ=ρC 2l ,ρ为密度,C l 材料纵波速度,r 为坐标矢量。
此时,通过定义一个标量势Φ(r ,t ),它与位移场u (r ,t )的关系是ρu = Φ(2)可把(1)式化为:1λ(r )52Φ5t 2= ・1ρ(r ) Φ(3)根据Bloch 定理,Φ(r ,t )=e i (k ・r -ωt )∑G Φk(G )e i G ・r (4)其中,k ,G 均是倒格矢,ω为声波角频率。
由于二维声子晶体的结构具有周期性,所以Φk (G )及材料密度、弹性常数的倒数ρ(r )-1和λ(r )-1可二维傅里叶展开,把展开结果代入(3)式,可得:∑G ρ-1G -G ′(K +G )・(K +G ′)-λ-1G -G ′ω2]Φ(G ′)=0(5)方程(5)实质是液Π气体系二维声子晶体波动方程的本征值求解方程,这是一个依赖于倒格矢G ,G ′的无穷维线性方程,在实际计算中只能通过有限数目的倒格矢来逼近。
本文在计算时根据计算精度的要求,取289个倒格矢,则(5)式变成289×289的线性方程组。
在第一简约布里渊区(见图1)给定一个波矢k ,求解该线性方程组,所得的本征值记为ωn k (n =1,2,3……n 一般称为能带指标);当k 沿第一布里渊区边界取不同的波矢时,就可求得一组本征值。
此时,以波矢k 为横坐标,以这组本征值为纵坐标,就可得到二维声子晶体的能带结构。
2 结果及讨论2.1 不锈钢Π空气二维声子晶体的声波禁带图2给出不锈钢Π空气二维声子晶体的理论计算和实验测试结果。
图2(a )表示由PWE 法计算得到的正方形周期排列的不锈钢柱Π空气二维声子晶体能带结构,不锈钢柱半径1.425cm ,晶格常数10.3cm ,材料参数见表1。
计算结果表明,该二维声子晶体Γ—X 方向声波禁带的频率范围为1485～1739H z 。
图2(b )为插入损失描述的Γ—X 方向禁带测试结果。
测试对象由空气中正方形周期排列的10×10不锈钢管阵列形成,管外径和晶格常数分别与PWE 法计算时的钢柱半径和晶格常数相同,壁厚0.042cm ,87 国防科技大学学报 2004年第4期管长1.2m 。
从图2(b )可看出,Γ—X 方向禁带出现在1650～1920H z 间,最大插入损失,即对声波的衰减最大出现在1692H z 处,与理论计算所得的中心频率(1612H z )的误差为4.7%,两者吻合较好。
这是由于不锈钢的声阻抗远大于空气(见表1),导致不锈钢管内部的空气感受不到外界空气的波动,所以理论上实心和空心的不锈钢柱在无穷尺度下会产生相同的声波禁带。
而在实际中,作为测试对象的不锈钢管不可能无限长,也不可能取无数根,所以测试结果与计算结果间存在一定的偏差。
从另一方面看,测试与计算结果基本吻合说明,采用各维尺度均无限大的实心钢柱Π空气二维声子晶体模型,使用平面波展开法能够合理计算实际有限尺度的不锈钢管Π空气(不锈钢管必须有一定长度)二维声子晶体声波禁带。
图2 晶格常数为1013cm 时不锈钢Π空气二维声子晶体的声波禁带Fig.2 Band gap of 2D stainless steel Πair with 10.3cm square lattice表1 材料声学参数T ab 11 Material acoustical parameters材料密度(kg ・m -3)纵波速度(m ・s -1)横波速度(m ・s -1)声阻抗(103kg ・m -2・s -1)不锈钢78905780309045604.2钨193005090280098240天然橡胶130015408002000水银135001450-19580水10001480-1480空气 1.29340-0.43862.2 大声阻抗散射体Π空气二维声子晶体的声波禁带据以上研究结果可推测出,对于散射体声阻抗远大于基体的二维声子晶体来说,散射体材料参数对这类声子晶体能带结构的影响不大。
为了验证这一推测,选择一组声阻抗大于水(水的声阻抗远大于空气[4])的材料作为散射体,分析它们以相同的结构参数排列在空气中形成的二维声子晶体的禁带特性。
