【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于声学超材料领域，涉及声传播调控和降噪隔声技术。
技术介绍
1、现代城市的快速发展，工业生产迅速开展，振动和噪声不仅影响着人们日常的工作和生活，还影响这工业设备的运行。因此将振动和噪声作为一项指标是必不可少的。声学拓扑绝缘体的研究为实现可操控声传播做出了贡献。因其特殊的单向传输特性，已得到广泛的研究。如公开日为2018.10.02，公开号为cn108615521a的中国专利技术专利：一种声拓扑绝缘体所示，在该声子晶体中，通过旋转散射体就可以实现能带反转，并得到实验验证。声学谷状态与赝自旋状态的引入，为操控声传播提供新的自由度。要实现拓扑传输，要构造具有特殊对称性的声子晶体来形成狄拉克锥。目前可通过简单的改变散射体角度或半径实现拓扑相变，实现能带反转。从而在特定的路径两端设置两种相反边缘态的散射体，实现对声波的路径控制。同样的，如公开号为cn114284009a的中国专利技术专利：一种基于五模超构材料的声拓扑绝缘体所示，通过调整散射体的连接区域的参数可实现声拓扑传输。这些研究推动了拓扑绝缘体的实际应用。
2、这些研究得到的声拓扑边缘态频率范围有限，狄拉克锥的频率固定，这决定了拓扑绝缘体的声拓扑传输范围。基于现有的不足，本专利技术提出一种声可调控的声拓扑绝缘体，在一定频率范围内，实现具有拓扑性质的频段的位置，实现宽频带下有效的声传输。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可调控传输的声拓扑绝缘体，实现对声波的单向传输以及调控。
2、为实现上
3、一种声可调控传输的声拓扑绝缘体，包括正六边形晶格，所述正六边形晶格中有一个可旋转的散射体；
4、所述散射体呈风车状，分布在所述的正六边形晶格中心；
5、所述的正六边形晶格的晶格常数a0＝40mm，散射体风车状的内圆的半径r＝6mm，棒的长度为d＝18mm，棒末端的宽度b＝1mm，散射体的旋转角度为α。
6、进一步地，所述的散射体由塑料制成，所述的塑料的声学参数如下：密度ρ1＝1400kg/m3，声速c1＝2388m/s。
7、进一步地，所述的正六边形基底为空气，声学参数如下：密度ρ0＝1.21kg/m3，c0＝343m/s。
8、进一步地，所述的散射体的旋转角度、内圆半径、棒长可以改变。
9、进一步地，所述的散射体可以等比例放大或缩小，散射体越小，狄拉克锥点频率越低，散射体越大，狄拉克锥点的频率越高。
10、进一步的，旋转散射体角度使能带反转，从平庸状态变为非平庸状态，
11、进一步的，声传播路径两边为散射体不同旋转角度的正六边形晶格阵列组成，旋转角度α为狄拉克锥点两边的α值。
12、进一步的，控制α值的大小以及棒长d可以控制带隙打开的宽度，可以按需求定制不同的尺寸。
13、更进一步的，声拓扑绝缘体声传播具有单向性和鲁棒性，不易受缺陷(空洞、混乱、弯曲)的影响。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
15、本专利技术提出的声拓扑绝缘体，具有丰富的可调参数(d、r、factor、α)。通过构建不同散射体角度的晶胞阵列结构，得到具有不同拓扑边界态的结构，在其边界处可以实现对声波的多种调控。通过旋转散射体的角度，实现能带从平凡态到非平凡态的转变，实现能带反转。而带隙的位置及宽度可以调整d、r、factor参数来实现，从而做到调控声波。本专利技术声拓扑绝缘体的晶胞简并能带从打开到闭合再到打开，完成了拓扑相变，实现了类量子自旋霍尔效应，为实现自适应型声波调控器提供了新思路。
16、本专利技术提出的声拓扑绝缘体可以使得声波沿着拓扑边界传播，几乎没有后向散射，且具有良好的鲁棒性，不易受缺陷影响。且本专利技术结构具有宽频带可调控的优点，加工制备简单，制作成本低，应用范围广，有利于制作声波调控器。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可调控的传输的声拓扑绝缘体，其特征在于，由若干个正六边形声子晶体单胞结构组成，六边形中心设有一个可旋转的散射体。
2.根据权利要求1所述的声子晶体单胞结构，其特征在于，所述正六边形的晶格的晶格常数a＝40mm。
3.根据权利要求1所述的可旋转的散射体，其特征在于，所述的所述的散射体呈风车状，内圆半径r为3-6mm，棒长d为10-18mm，散射体旋转角度为α。
4.根据权利要求3所述的散射体，其特征在于，可以根据需要的频率调整大小。
5.根据权利要求3所述的散射体，其特征在于，所述散射体的材料由塑料制成，所述的声学参数如下：密度ρ1＝1400kg/m3，声速c1＝2388m/s。
6.根据权利要求1所述的声子晶体单胞结构，其特征在于，正六边形晶格的基底为空气，声学参数为：密度ρ0＝1.21kg/m3，c0＝343m/s。
7.根据权利要求3所述的散射体，其特征在于，旋转散射体角度使能带反转，从平庸状态变为非平庸状态。
8.根据权利要求1所述的声拓扑绝缘体，其特征在于，声传播路径两边为散射体不
9.根据权利要求1所述的声拓扑绝缘体，其特征在于，声传播具有单向性和鲁棒性，不易受缺陷的影响。
...【技术特征摘要】
1.一种可调控的传输的声拓扑绝缘体，其特征在于，由若干个正六边形声子晶体单胞结构组成，六边形中心设有一个可旋转的散射体。
2.根据权利要求1所述的声子晶体单胞结构，其特征在于，所述正六边形的晶格的晶格常数a＝40mm。
3.根据权利要求1所述的可旋转的散射体，其特征在于，所述的所述的散射体呈风车状，内圆半径r为3-6mm，棒长d为10-18mm，散射体旋转角度为α。
4.根据权利要求3所述的散射体，其特征在于，可以根据需要的频率调整大小。
5.根据权利要求3所述的散射体，其特征在于，所述散射体的材料由塑料制成，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁霄，张智，储嘉明，石亮，叶宇，唐中元，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。