利用基因演算法於聲子晶體能隙及聲波整流之最佳化設計

  • 劉 紀緯

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究利用基因演算法對平板上的聲子晶體進行最佳化設計,以能隙的頻寬與中心頻率比值作為目標函數,探討不同頻帶間的能隙,設計出具備寬頻且低頻能隙的週期結構,並與圓洞型聲子晶體結構作比較,最後利用圓洞型聲子晶體的部分能隙初步設計聲波二極體結構。 在三維結構中,要找出聲子晶體的完全能隙或甚至部分能隙較一般二維聲子晶體困難。針對圓洞型聲子晶體,藉由不同模態的位移場特徵可將模態分類,剃除掉非蘭姆波的頻帶以降低分析頻帶結構的難度;而在能隙最佳化設計,本文處理手法為將模擬模型簡化成二維模型進行頻帶結構計算,一方面可以過濾掉非蘭姆波模態,同時也減少了大量計算資源有利於基因演算法最佳化。最後透過全波模擬打入特定模態的蘭姆波並計算穿透率,用以佐證頻帶結構中所觀察到的能隙現象。 實驗量測部分,使用陶瓷壓電片式超聲波換能器進行量測,藉由調控壓電片的幾何尺寸使激振的蘭姆波中心頻率在聲子能隙上進行實驗量測,觀察訊號在能隙頻段內的衰減情形,並與全波模擬穿透率的結果進行比對。綜合模擬與實驗結果,本研究提供一套聲子晶體最佳化的流程與分析方法,可作為往後聲子晶體平板元件設計之依據。
Date of Award2019
語言Chinese
SupervisorI-Ling Chang (Supervisor)

引用此文

利用基因演算法於聲子晶體能隙及聲波整流之最佳化設計
紀緯, 劉. (Author). 2019

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