雙負聲學超常材料的波傳行為

Abstract

本文以彈簧與質量塊組成的週期系統為基礎，提出單共振模型與雙共振模型，並將模型化作等效質量或等效彈簧常數，發現在共振頻附近時會出現等效負質量或等效負彈簧常數，並以數值方法探討負等效材料性質的範圍與色散能隙的對應情形，發現兩者會對應不上，並提出數學上與物理上的解釋，再以有限元素軟體ANSYS分別探討兩個模型在不同頻率下的波傳行為，然後計算晶格內的做?情形以及解釋波衰減的原因；而雙共振模型在適當的材料參數下可出現一條負群速度色散曲線，該條色散曲線經ANSYS驗證後發現有相速度與群速度相反的狀況，即是該條色散曲線具有雙負現象。 為了達成雙負聲學超常材料，將兩模型以串聯結構或並聯結構結合，並調整材料參數，使兩模型的負等效材料性質的範圍重疊，再以有限元素軟體ANSYS分別探討各結構的波傳行為，發現不管在串聯或並聯下，只有兩個單共振模型組合無法有雙負現象，其他的組合皆能達成雙負現象，有些組合甚至有多條色散曲線具有雙負現象，而雙負現象不只會出現在兩個子結構的負等效材料性質的重疊區間內，也會出現在兩個子結構的能隙重疊區間內。

Date of Award	2015 Jun 23
Original language	Chinese
Supervisor	I-Ling Chang (Supervisor)