基于Rayleigh-Bloch模式的单层结构弯曲声波导

• 作者: 高东宝 朱纪霖 张赛 周鹤峰 曾新吾
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Rayleigh-Bloch模式 弯曲声波导 无损传输 声探测
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 150-158
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201270

摘要

基于一维声栅中的Rayleigh-Bloch(RB)模式基本特点,设计了一种单层结构弯曲声波导.利用有限元方法从时域和频域两方面验证了弯曲声波导的有效性,RB模式波可以沿着波导的弯曲界面传播.研究发现,由于采用了环形结构基本单元,在该波导中存在两种传播模式,分别对应能量局域在单元间(模式-1)和单元内部(模式-2)两种情况.其中,模式-2声传输效果更佳,几乎可实现无损传输.时域研究中分别采用了调制脉冲和高斯脉冲两种信号形式,分析了它们在弯曲声波导中的传输过程.由于波导中只允许RB模式波传播,因此对于宽频信号来说,可起到滤波的效果.并且,不同模式(频率)的信号会出现在声波导的不同位置,所得结果对于声波定向传输、声探测与识别等研究具有理论与应用价值.