博碩士論文 972206052 詳細資訊




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姓名 吳世彬(Shin-Bin Wu)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 聲波二極體的探討與運用
(The design and analysis of acoustic diode of one-dimensional structure)
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摘要(中) 在本論文中,我們利用一維的彈性物質的週期層狀結構結合非線性聲學介質,並運用聲子晶體的能隙概念及非線性聲學介質特性,設計具聲波整流作用的聲波二極體。我們藉由調變物理參數探討聲波二極體的整流效益之變化,並分析將二極體中的周期層狀結構代換為非週期層狀結構時所產生的差異,以及其誤差值是否會造成二極體失去整流效益。
聲波二極體具有可調性,選擇適當物理參數即可獲得想要的整流效益。聲波二極體能應用於聲學裝置的保護,也有機會在未來的生物或醫學領域中找到應用。
摘要(英) We discuss the design and analysis of acoustic diodes consisted of one-dimensional elastic periodic structure. An acoustic diode is formed by coupling a periodic medium that consists of water and glass layers with an appropriately chosen nonlinear acoustic medium. The rectifying efficiency of acoustic wave is determined by the band-gap effect of the phononic crystal and the properties of the nonlinear acoustic medium. We compare the results of different incidence angles of the acoustic wave and analyze the influences of various physical parameters on the rectifying efficiency. We also discuss the analysis and illustration of acoustic diode for random situations.
Acoustic diode has high adjustability. We can get desired rectifying efficiency by properly choosing the material and structure parameters. Acoustic diode can be applied to protect acoustic devices, and may play a role in the future applications of biology research or medical therapy.
關鍵字(中) ★ 聲波二極體 關鍵字(英) ★ Acoustic diode
論文目次 目錄
摘要I
Abstract II
致謝III
目錄IV
圖目錄VII
表目錄X
第一章 緒論1
1.1 前言1
1.2 聲子晶體1
1.3 非線性聲學2
第二章 聲波二極體理論4
2.1 彈性波與聲波4
2.2 流體運動座標系統7
2.3 傳遞矩陣法11
2.3.1 線性傳遞矩陣法12
2.3.2 非線性傳遞矩陣法17
2.4 色散關係23
第三章 聲波二極體分析25
3.1 聲波二極體結構25
3.2 SL穿透聲譜25
3.3 SL色散關係26
3.4 模擬分析27
3.4.1改變晶格週期層數30
3.4.2改變等效非線性係數32
3.4.3改變非線性介質厚度33
3.4.4改變入射聲波振幅34
3.4.5改變入射角度36
3.4.6整合物理參數39
3.4.7聲波二極體-聲波頻率為能隙頻率40
3.4.8聲波二極體-聲波頻率為傳導頻帶40
第四章 Lyapunov exponent分析42
4.1 Disorder case 42
4.2 Lyapunov exponent分析聲波二極體整流效益44
4.2.1 單頻聲波-LE及Variance46
4.2.2 單頻聲波-LE對應Variance50
4.2.3 二倍頻聲波-LE及Variance51
4.2.4 二倍頻聲波-LE對應Variance54
第五章 結論及未來展望55
5.1結論55
5.2 未來期望56
參考文獻57
符號59
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指導教授 欒丕綱(Pi-Gang Luan) 審核日期 2011-7-8
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