基于辛理論的載流碳納米管能帶分析

編號：NMJS06102

篇名：基于辛理論的載流碳納米管能帶分析

作者：李淵 ;鄧子辰 ;葉學(xué)華 ;王艷

關(guān)鍵詞：碳納米管 散射 能帶 辛理論

機(jī)構(gòu)： 西北工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)系,西安710072

摘要： 基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論和辛彈性理論,將載流碳納米管等效為鐵木辛柯梁,采用哈密頓變分原理建立了載流碳納米管的振動控制方程;引入對偶變量將振動控制方程從拉格朗日體系導(dǎo)入到哈密頓體系下;通過波傳播方法分析了載流碳納米管的能帶結(jié)構(gòu);研究了流體密度、流速對載流碳納米管能帶結(jié)構(gòu)的影響;同時計(jì)算了載流碳納米管的散射矩陣.研究發(fā)現(xiàn)：管內(nèi)流速以及流體密度對剪切頻率和彎曲頻率有著非常重要的影響.研究結(jié)果表明：載流碳納米管的剪切頻率和彎曲頻率因流體的加入而減小,并隨流速及流體密度的增大而減小;通過對數(shù)值結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)：載流碳納米管由于管內(nèi)流體、流速以及流體密度的作用,會使得載流碳納米管變的更＂軟＂.其中,哈密頓體系下所得出的載流碳納米管彎曲頻率隨管內(nèi)流體密度的增加而變小,有別于在拉格朗日體系下非局部梁理論所得的結(jié)論.同時,數(shù)值結(jié)果表明散射矩陣是酉矩陣,辛體系下的入射波功率流與反射波功率流相等,即功率流守恒,體現(xiàn)了辛彈性力學(xué)理論的優(yōu)越性.