[发明专利]局域共振型声学超材料带隙调控方法、系统及可存储介质

说明书

本发明公开了一种局域共振型声学超材料带隙调控方法、系统及可存储介质，属于声学超材料相关技术领域，具体步骤为：获取声学超材料参数；构建多个声学超材料模型；获得多个声学超材料模型的带隙范围；通过多个声学超材料模型的参数和带隙范围训练BP神经网络系统；通过BP神经网络系统，获得对应声学超材料参数；根据声学超材料参数建造需求带隙频率的声学超材料；本发明通过训练后的BP神经网络系统能够根据需求带隙频率获取对应的声学超材料的材料以及结构，通过获得的声学超材料的材料参数以及结构参数建造的声学超材料能够精确获得低频带隙，消除生活中低频振动，减少低频振动造成的伤害。

技术领域

本发明涉及声学超材料相关技术领域，更具体的说是涉及一种局域共振型声学超材料带隙调控方法、系统及可存储介质。

背景技术

声学超材料是新兴的能够控制和操纵声波的材料，是一种具有超常特性的人工周期性结构的材料。在噪声控制和减振隔振等领域表现出优良的使用性能。声学超材料在空间结构上可以自由排列且配合不同的材料参数可以表现出一定的带隙特性，使得一定范围的振动频率在带隙频率范围内无法传播，因此声学超材料在振动减噪方面具有很大的发展前景。但是，声学超材料在目前的应用中仍具有很大的局限性，这是由于声学超材料所需的高频带隙容易得到。但在日常生活当中低频振动难以消除且造成的损害较为严重，而声学超材料中低频带隙却仍难以准确得到。因此获得准确的低频带隙的方法是目前最亟待解决的问题。目前，声学超材料中获得所需带隙的方法主要分为两种，一种是改变声学超材料的材料参数例如弹性模量，质量密度，介电常数等获得不同带隙，另一种方式为改变声学超材料的结构，例如空间结构上的排布方式获得不同的带隙范围。这些方式虽然也能够获得理想中的带隙范围，但是由于效率低下，需要多次的循环试验才能得到理想带隙参数。

因此，如何通过改变声学超材料的材料参数和声学超材料空间结构迅速获得理想中的带隙频率，以便更好解决振动和噪声问题是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种局域共振型声学超材料带隙调控方法、系统及可存储介质，根据理想的带隙频率，快速获取声学超材料的材料参数和声学超材料空间结构。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种局域共振型声学超材料带隙调控方法，具体步骤为：

获取声学超材料参数；

采用控制变量法根据声学超材料参数构建多个声学超材料模型；

对多个声学超材料模型进行计算，获得多个声学超材料模型的带隙范围；

通过多个声学超材料模型的参数和带隙范围训练BP神经网络系统；

将需求带隙频率输入BP神经网络系统，获得对应声学超材料参数；

根据声学超材料参数建造需求带隙频率的声学超材料。

可选的，声学超材料参数包括材料参数和空间结构参数。

可选的，控制变量法包括材料参数控制法和空间结构参数控制法。

可选的，材料参数控制法为：控制声学超材料的材料参数，改变声学超材料的空间结构参数，得到多个声学超材料模型。

可选的，空间结构参数控制法为：控制声学材料模型的空间结构参数，改变声学超材料的材料参数，得到多个声学超材料模型。

可选的，获得多个声学超材料模型的带隙范围中采用有限元分析软件对多个声学超材料模型进行分析。

一种基于BP神经网络的局域共振型声学超材料带隙调控系统，包括：数据获取模块、数据分析模块、数据处理模块；

数据获取模块，用于获取声学超材料参数；

数据分析模块，用于分析声学超材料模型的带隙范围；