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摘要：本发明公开了一种基于等几何形状优化的单相声子晶体板带隙优化方法，属于声子晶体板带隙优化设计领域。利用NURBS等几何分析方法和Mindlin板理论计算声子晶体板的带隙，采用NURBS描述板厚度曲面，以NURBS控制节点为设计变量，通过粒子群算法进行形状优化设计，获得具有最大相对带隙和低频中心频率的声子晶体单胞结构，从而克服现有声子晶体板结构形状设计的盲目性、效率低等缺点，同时，能够避免使用传统有限元进行板厚度形状优化时出现锯齿等数值不稳定的问题。
主权项：1.一种基于等几何形状优化的单相声子晶体板带隙优化方法，其特征在于，所述方法构造为包括以下步骤：步骤一，采用NURBS构造声子晶体板厚度曲面；步骤二，初始化厚度粒子群；设置控制节点厚度允许的最小值hmin及最大值hmax，初始设计声子晶体板单胞厚度曲面函数为： 其中Lx和Ly分别为声子晶体板单胞长和宽，采用粒子群算法进行带隙优化设计时，以控制节点厚度为设计变量；采用粗细两层NURBS网格，较粗的NURBS控制网格描述厚度曲面，较细的NURBS控制网格描述板的中面几何用于计算声子晶体板带隙计算；步骤三，粒子群优化过程，以控制节点厚度允许的最小值hmin及最大值hmax为约束条件，以声子晶体板带隙最宽化，同时带隙中心频率最小化为优化目标，将NURBS控制节点厚度作为优化过程中的设计变量；具体包括：1构造声子晶体单胞形状优化问题模型：采用粒子群优化方法对声子晶体单胞厚度形状优化模型定义如下： 其中，ω1l和ω1u分别是初始设计中第一阶带隙的下极限频率和上极限频率；2计算粒子个体适应度；基于Mindlin板理论和波动理论，采用NURBS几何分析数值方法求解波动方程计算粒子个体适应度；3不断对比、调整粒子，使粒子不断进化，不断更新生成新的粒子；4检验粒子群是否满足收敛条件，如果满足则输出最优结果，退出；否则返回优化过程中的第二步；步骤四：利用NURBS等几何分析方法进行能带计算以及传输分析计算，对最终的声子晶体单胞厚度优化结构进行验证，并显示优化后的声子晶体单胞厚度曲面。
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百度查询： 湘潭大学 一种基于等几何形状优化的单相声子晶体板带隙优化方法
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