[发明专利]一种声子晶体带隙仿真的节点积分算法在审
| 申请号: | 201910053319.3 | 申请日: | 2019-01-21 |
| 公开(公告)号: | CN109783946A | 公开(公告)日: | 2019-05-21 |
| 发明(设计)人: | 王刚;曾国栋 | 申请(专利权)人: | 河北工业大学 |
| 主分类号: | G06F17/50 | 分类号: | G06F17/50 |
| 代理公司: | 北京君泊知识产权代理有限公司 11496 | 代理人: | 王程远 |
| 地址: | 300401 *** | 国省代码: | 天津;12 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 积分算法 声子晶体 带隙 周期性边界条件 非结构网格 特征值问题 背景网格 刚度矩阵 光滑处理 光滑技术 节点构造 网格畸变 质量矩阵 积分域 能力强 前处理 形函数 有效地 刚硬 原胞 算法 光滑 收敛 施加 引入 | ||
1.一种声子晶体带隙仿真的节点积分算法,其特征在于,将插值域和积分域分离,主要包括以下步骤:
(1)将二维声子晶体的一个原胞离散为三角形网格,将三维声子晶体的一个原胞离散为四面体网格;
(2)按基体和散射体材料参数的不同对网格、节点等信息进行分类;
(3)在每个网格内采用线性函数对位移插值,通过位移场得到网格内的梯度场;
(4)单元质量矩阵求解与组装;
(5)对系统质量矩阵施加Bloch周期性边界条件;
(6)基于四面体网格或三角形网格,构造以节点为基础的光滑积分域其中构造的光滑域满足且
(7)在第k个节点积分域内,使用光滑函数对应变分量进行梯度光滑处理之后,得到新的应变如下:
其中,为积分域的面积或体积;
(8)结合泰勒中值定理构造应变的梯度增量,其相应展开式如下:
(9)基于积分域内的光滑梯度及应变的梯度增量计算各子域内的刚度矩阵并组装;
(10)对系统刚度矩阵施加Bloch周期性边界;
(11)重复(3)~(10),完成基体和散射体的循环;
(12)遍历第一布里渊区边界选取波矢;
(13)求解每个波矢对应的特征值问题,得到声子晶体的能带结构图。
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