Simulación de cristales fonónicos basado en módulo de mecánica de sólidos o acústica de presión COMSOL

En COMSOL, puedes utilizar el módulo de Mecánica de Sólidos o Acústica de Presión para simular cristales fonónicos.

Primero, tome el cristal fonónico unidimensional como ejemplo:

Como se muestra en la figura anterior, las partes izquierda y derecha del modelo están hechas de diferentes materiales y tienen características de disposición en las direcciones izquierda y derecha.

Establezca condiciones de contorno periódicas en el campo físico:

Establezca puntos de cuadrícula consistentes en los límites periódicos para mejorar la estabilidad numérica:

Resultados de la simulación Cristal fonónico unidimensional diagrama de banda de energía:

Para el modelo cuasiperiódico real, el espectro de transmisión se puede calcular para verificar el fenómeno de banda prohibida existente en la banda de energía del cristal fonónico:

La figura anterior puede claramente Vea el efecto de la frecuencia sobre la transmitancia. A una frecuencia específica, es difícil que las ondas sonoras se propaguen de un extremo al otro, que es la llamada banda prohibida en el diagrama de bandas de energía correspondiente.

Para modelos bidimensionales y tridimensionales, es necesario establecer modelos periódicos apropiados y agregar condiciones de contorno periódicas apropiadas basadas en la simetría. Zona de Brillouin de algunas estructuras bidimensionales y tridimensionales:

Banda de energía de cristal fonónico bidimensional:

Banda de energía de cristal fonónico tridimensional FCC, y la estructura periódica seleccionada aquí :

Diagrama de banda de energía de fonones obtenido:

También puede configurar la división del punto de alta simetría de acuerdo con la longitud del camino real, para poder agregar marcadores de punto de alta simetría más adelante:

Finalmente, si tiene necesidades relevantes, contáctenos a través de la cuenta oficial

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