人工周期結構中彈性波的傳播——振動與聲學特性 溫激鴻 等 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

溫激鴻 等 著

圖書標籤:

• 人工周期結構
• 彈性波
• 傳播
• 振動
• 聲學
• 聲學特性
• 周期結構
• 材料力學
• 振動學
• 數值模擬

店鋪： 南源圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030445643

商品編碼：17819025877

包裝：平裝

齣版時間：2016-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	人工周期結構中彈性波的傳播——振動與聲學特性	作者	溫激鴻 等
定價	128.0元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030445643	齣版日期	2016-01-01
字數	452000	頁碼
版次	31	裝幀	平裝
開本	B5	商品重量	0.4Kg

內容簡介

作者簡介

目錄

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

文摘

序言

序言

好的，根據您的要求，我將為您撰寫一份關於《人工周期結構中彈性波的傳播——振動與聲學特性》的圖書簡介，這份簡介將詳盡地描述該書可能涵蓋的核心內容，同時嚴格避免提及任何與該書主題不符或過於程式化的描述。 --- 圖書簡介：人工周期結構中彈性波的傳播——振動與聲學特性 本書深入探討瞭彈性波在人工周期結構（如超材料、光子晶體及聲子晶體）中傳播的基本物理機製、數學建模及其聲學和振動特性。在當代材料科學與工程領域，設計具有特定波傳播調控能力的結構已成為前沿研究熱點。傳統材料的宏觀特性受限於其本徵的化學組成和微觀晶格結構，而人工周期結構則通過精巧設計的幾何排列和周期性單元，實現瞭對波的傳播路徑、速度、頻率選擇性乃至手性等特性的有效操控。 本書聚焦於彈性波——即固體介質中機械振動的傳播——在這些人工周期結構中的復雜行為。彈性波涵蓋瞭從低頻的機械振動到高頻的超聲波範圍，其特性在無損檢測、隔振降噪、能量收集以及新型傳感器的設計中扮演著至關重要的角色。 第一部分：理論基礎與周期性介質的彈性動力學 全書首先建立起理解彈性波在周期結構中行為的堅實理論基礎。這包括對經典彈性理論的係統迴顧，特彆是對於非均勻介質中彈性波方程的推導和求解方法。重點闡述瞭布洛赫定理（Bloch's Theorem）在描述具有平移對稱性的周期結構中波傳播特性的核心地位。 在數學工具方麵，本書詳細介紹瞭能帶理論（Band Theory）在彈性波領域中的應用。通過將結構視為一係列相互耦閤的振動單元，利用普洛剋求解法（Floquet-Bloch Analysis）或平麵波展開法（Plane Wave Expansion Method, PWE），構建齣周期性結構的色散關係（Dispersion Relation）。色散關係是理解波傳播特性的關鍵，它揭示瞭特定頻率範圍內的波是否允許傳播（能帶）以及被禁帶（Band Gaps）的存在。深入分析瞭禁帶的形成機理，包括布拉格散射機製和共振散射機製，以及如何通過改變周期單元的幾何參數來調控禁帶的寬度和位置。 第二部分：聲子晶體與彈性波的禁帶調控 聲子晶體是本書的核心研究對象之一。聲子晶體是人工周期結構中用於調控聲學和彈性波的典型代錶。本書詳細剖析瞭一維、二維和三維聲子晶體的結構設計原理，並著重探討瞭彈性波的縱波（P-wave）和橫波（S-wave）在這些結構中的獨立或耦閤傳播特性。 研究內容涵蓋瞭： 1. 結構參數對禁帶的影響： 考察瞭晶格常數、單元的填充比、材料的相對楊氏模量和密度如何係統性地影響禁帶的頻率範圍和深度。 2. 各嚮異性與傾斜結構： 分析瞭當周期性單元被設計成非對稱或傾斜排列時，彈性波在結構中錶現齣的顯著的各嚮異性傳播特性，包括群速度的矢量特性。 3. 局域共振效應： 深入討論瞭如何利用單元內部的局域共振模式（Local Resonance Modes）來産生亞波長（Subwavelength）的負有效質量密度，從而在遠低於布拉格散射閾值的低頻區域實現有效的隔振或濾波。這種亞波長調控能力是人工周期結構區彆於傳統周期結構的關鍵特徵。 第三部分：新型聲學與振動特性分析 本書的後半部分著重於將理論分析應用於實際的聲學和振動工程問題，探討瞭周期結構所帶來的新穎現象。 1. 負摺射與超材料效應： 闡釋瞭在特定頻率下，周期結構可能錶現齣負的有效彈性模量或密度，導緻彈性波齣現負摺射現象。這為實現完美透鏡（Superlens）和隱身器件（Cloaking Devices）提供瞭理論基礎。詳細分析瞭實現負摺射所需的結構單元設計原則，特彆是如何通過耦閤振動模式來構建具有負有效參數的超材料。 2. 邊界態與拓撲絕緣體： 引入瞭拓撲物理的概念，解釋瞭在具有特定對稱性破缺的周期結構邊緣，如何穩定地存在拓撲保護的邊界態（Topological Edge States）。這些邊界態對缺陷和無序具有極強的魯棒性，使得彈性波可以在復雜路徑上無損耗地單嚮或特定路徑傳播，這在構建抗乾擾的機械濾波器和波導方麵具有革命性的潛力。 3. 振動控製與能量耗散： 結閤實際應用，本書探討瞭周期結構在主動和被動振動控製中的應用。這包括設計能夠有效吸收特定頻率振動能量的機械阻尼器，以及如何通過引入非綫性或耗散單元到周期結構中，實現對彈性波的更精細化控製，例如頻率鎖定（Lock-in）現象。 4. 缺陷模式與傳感： 分析瞭周期結構中引入周期性缺陷所産生的局域態（Localized States）。這些缺陷態的頻率通常落在禁帶內，其共振頻率對外界微小擾動（如溫度、壓力或外部負載）極其敏感，為設計高靈敏度的機械傳感器和生物傳感器提供瞭新的思路。 結語 本書內容層次分明，理論推導嚴謹，並輔以大量的計算實例和物理圖像，旨在為從事固體物理、聲學、材料科學以及機械工程領域的研究人員、研究生和工程技術人員提供一份全麵且深入的參考手冊，以期推動彈性波在人工周期結構中的基礎研究及其工程化應用。本書強調瞭從微觀結構設計到宏觀波傳播特性的完整物理鏈條的理解與調控。

評分☆☆☆☆☆

從排版和呈現方式來看，這本書體現瞭科學齣版社一貫的高水準，但更重要的是，它在內容組織上展現瞭一種獨特的“漸進深入”的敘事哲學。開篇並沒有急於拋齣最復雜的數學公式，而是首先建立起一個清晰的物理圖像，例如，如何用偏微分方程描述一個微小的體積元的受力與變形關係。隨後，作者巧妙地引入瞭傅裏葉變換和格林函數等數學工具，逐步將問題從時域推進到頻域，再到波數空間。這種層層遞進的結構，極大地降低瞭理解復雜概念的門檻。對於初次接觸彈性波傳播領域的碩士生來說，這本書可以作為一本優秀的導論教材，它不會讓你在第一章就被晦澀的符號嚇退。同時，對於資深研究人員，書後附帶的最新研究綜述部分，又提供瞭足夠的信息量來跟進該領域的最新動態。這種兼顧廣度與深度的布局，使得它在不同層次的讀者群中都能找到自己的閱讀價值，實屬不易。

評分☆☆☆☆☆

我從一個應用物理的角度來審視這部作品，最讓我感到驚喜的是它對實際工程問題的映射能力。現階段，很多關於材料無損檢測（NDT）的研究往往停留在現象描述層麵，缺乏對底層物理機製的深刻剖析。而本書似乎彌補瞭這一空白。它不僅闡述瞭彈性波在不同界麵上的反射、摺射規律，更進一步探討瞭由於結構缺陷或殘餘應力導緻的波形畸變和頻散現象。書中關於“周期性結構”的處理手法尤其值得稱道，這直接關聯到光子晶體、聲子晶體等新興材料的設計原理。我嘗試將書中的某些解析解套用到我正在進行的一個復閤材料分層結構的疲勞評估模型中，發現其預測精度明顯優於傳統基於均勻介質假設的模型。這種理論與實踐的無縫對接，讓這本書的價值遠遠超齣瞭純粹的學術探討，它更像是一本指導工程師和研究人員解決實際難題的“工具書”，充滿瞭實操層麵的智慧和洞察力。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，閱讀過程中我感受到瞭作者對於“非綫性”效應的關注，這在當前的彈性波研究中是越來越被重視的一個方嚮。雖然書名聚焦於“彈性波”，但其中關於材料阻尼和能量耗散的章節處理得尤為細緻。特彆是對遲滯現象和溫度依賴性的討論，它們不再是簡單地作為修正項被提及，而是被納入瞭主體框架進行係統分析。我尤其欣賞其中關於“結構化耗散”的建模思路，它暗示瞭波的傳播不僅受材料本構關係製約，更與結構本身的微觀排列息息相關。這提醒我們，在設計高精度傳感或隔振係統時，不能僅僅依賴於平均的宏觀參數。這本書的深刻之處在於，它鼓勵我們去探究那些常常被簡化掉的“噪聲”和“損耗”，並試圖將這些看似負麵的因素轉化為可利用的物理信息。這種對細節的執著，是推動一個領域嚮前發展的關鍵動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我難以忘懷的是它所流露齣的那種跨學科的視野和對基礎科學的敬畏。在探討周期性結構時，作者不自覺地將聲學、電磁學甚至量子力學中的布洛赫定理進行瞭類比和遷移，展示瞭物理學基本原理在不同領域的普適性。這種橫嚮聯係的能力，是很多專業化過深的研究者所欠缺的。它讓我反思，我們是否過度將“彈性波”視為一個獨立的領域，而忽略瞭它與其它波動現象在數學描述上的同源性。整本書的行文風格沉穩、內斂，沒有過多華麗的辭藻，每一個句子都承載著明確的學術意圖。它不是一本用來消遣的讀物，而是一份需要沉下心來、帶著筆和草稿紙去研讀的學術文獻。讀完之後，你會有一種“茅塞頓開”的充實感，仿佛自己的知識體係中，關於波動傳播的“幾何”和“代數”部分都被重新梳理和加固瞭，這對於任何嚴肅的科研工作者都是無價的體驗。

評分☆☆☆☆☆

這部著作的齣版，對於我們研究材料科學和地球物理學的同仁來說，無疑是一場及時的雨露。首先映入眼簾的是其嚴謹的學術態度和深厚的理論功底。作者顯然在波動方程的求解、邊界條件的處理上傾注瞭大量心血，每一個推導都仿佛經過瞭無數次的打磨，力求精確無誤。我特彆欣賞其中對復雜介質中波速各嚮異性的分析，這部分內容絕非泛泛之談，而是深入到瞭晶體結構、微觀形貌與宏觀彈性響應之間的內在聯係。例如，在討論非均勻介質的波場快慢時，書中引入的數值模擬方法，結閤瞭有限元和譜方法的優勢，使得原本抽象的數學模型變得可感、可驗證。對於那些希望從理論層麵深入理解彈性波在復雜結構中行為的讀者，這本書提供瞭一個極其堅實的理論基石，它不僅僅是知識的羅列，更是一種科學思維方式的引導，促使我們去思考：在這些精妙的數學框架背後，究竟隱藏著怎樣的物理真諦。閱讀過程中，時常能感受到作者試圖將前沿研究與經典理論完美融閤的匠心，這使得本書的知識密度極高，但又不失清晰的邏輯層次。