噪声已成为第二大环境污染源，对人类身心健康、工业发展等造成了严重的威胁。因此，噪声污染控制的相关研究已经成为当前的热点。随着声子晶体等周期性材料的深入研究，具有流体特性的固态五模材料在调控弹性波方面表现出巨大潜力。本文基于五模材料的超常弹性波调控性能，借助参数分析和应用场景仿真，研究了五模材料单胞的声学特性，揭示了五模材料能带变化规律。此外，为进一步改善传统五模材料的弹性波调控能力，设计了三类非轴对称二维五模材料及单胞构型，并对单胞进行了相应的材料优化与结构调整以改善其调节性能，旨在探究构型对五模材料低频宽带特性的影响规律。主要的研究内容如下：
(1)基于六边形排列，构造了布拉格型与局域共振型五模材料及单胞，并通过COMSOL确定了其能带结构图。根据能带结构图并结合相应的场景仿真算例，验证并分析了五模材料的弹性波调控功能。
(2)利用控制变量方法，确定了影响五模材料弹性波调控特性的关键因素，结果表明：杨氏模量、密度、结构双锥宽、节点半径以及双锥轴向长度对能带结构均具有显著影响。通过本文总结的弹性波调控影响规律的参数分析，可以为五模单胞材料和结构参数的选择提供合理指导。
(3)基于五模材料相关参数分析的结果，采用曲边提取线替代原锥元结构中的直边，以不同的曲边叶数和曲边函数，构造出多种布拉格型的非轴对称曲边五模材料。经过能带分析后优选出非轴对称椭圆曲边五模结构，并对此单元结构进行多目标优化。选用最优拉丁超立方方法进行抽样，随后以组合加点准则构造高精度Kriging模型，通过NSGA-II非支配排序多目标优化算法进行可行解求取，结合适应度函数求出最终折衷解。与传统轴对称直边五模材料相比，优化后的非轴对称五模材料单模传输区域扩宽约0.6倍，第一带隙低频性也得到了显著提升。
(4)为解决低频弹性波难以调控的问题，在布拉格型单胞基础上以橡胶局域振子替代双锥间硬质节点圆接触，构造了具有局域共振特性的轴对称五模材料结构，能带分析表明这类局域共振单胞第一带隙低频性较好。在此构型基础上，以引入飞镖结构与掺杂材料的方式构建了新型局域共振非轴对称五模材料单胞，探究了飞镖个数、结构与材料参数对能带性能的影响，发现这类非轴对称单胞具有更优异的低频能带结构，同时保持了设计原型的单模传输区域性能。此外，经性能对比后选出了性能最为优异的含掺杂材料三叶飞镖单胞作为参数优化对象。进一步以此单胞的飞镖锥角和硬质节点圆半径为设计变量，单模传输区域和第一带隙的带宽为优化目标，优化改进后的五模单胞相比轴对称局域共振单胞单模区域扩宽近2.3倍，第一带隙带宽提升约0.8倍，总体的弹性波调控频率范围提高了202%，低频调控性能得到了明显的提升。
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