学术前沿 | 基于带隙通带拓扑优化的声子晶体声学解复用器设计

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       波分复用器因其在各种工程学科中的广泛应用而备受关注，它可以从入射波中选择性传输特定频率。本研究基于声子晶体(PnC)的拓扑优化提出了一种可定制的声学波分复用器设计方法。为了实现能够过滤多个频率的声学波分复用器，提出了一种同时考虑带隙和通带的PnC拓扑设计模型。通过在结构中组装优化后的PnCs，波分复用器可以将不同频率的声波分离到不同的输出通道中。在优化模型中，提出了基于传输率的性能指标来确定特定频率是否落在指定的带隙或通带内。为了解决这一复杂的拓扑优化问题，采用基于Kriging的材料场级数展开(KG-MFSE)方法来描述PnCs的材料分布和优化。设计的PnC单元可以直接集成到波分复用器中，无需额外的空间。基于指定的带宽和带隙组合，设计了不同的PnC，以实现一个可编程的声学分束器，用于过滤各种声波。数 ………………………………