انتشار موج در متامواد دو اتمی یک بعدی با اندرکنش‌های غیرمستقیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 شیرازدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

در سال­های اخیر، متامواد به دلیل کاربرد­های آن­ها در مهار ارتعاش با فرکانس پایین و کاهش نویز، توجهات تحقیقاتی بسیاری را به خود جلب کرده­اند. در این مقاله، اثر اندرکنش غیرمستقیم بر انتشار موج در متامواد دو اتمی بررسی می­شود. معادلات حاکم یک سلول واحد بدست آورده شده و با استفاده از قضیه بلاک، روابط پراکنش موج این مواد بدست آورده شده و منحنی­های پراکنش رسم می­شوند. شکاف­های باند مدل شبکه بی نهایت محاسبه می شود. بعلاوه، تأثیر پارامترهای مختلف از جمله نسبت های مختلف سفتی مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج عددی نشان می دهد که اندرکنش غیر مستقیم بر شکل منحنی­های پراکنش تأثیر می­گذارد، در حالی که دامنه شکاف باند کمی تغییر می­کند. علاوه بر این، نتایج نشان می­دهد که شکاف باند اضافی در متاماده ی پیشنهادی وجود دارد. مطالعه پارامتریک نشان می­دهد که می توان با کنترل سفتی فونداسیون الاستیک، فاصله باند اضافی را تنظیم کرد. این نتایج مسیر را برای نسل جدیدی از متامواد هموار می­کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Liu Z., Zhang X., Mao Y., Zhu Y., Yang Z., Chan C. T., and Sheng P., Locally Resonant Sonic Materials. Science, 289, No. 5485, pp. 1734-1736, 2000.
  • Zhu, R., Liu, X.N., Hu, G.K., Yuan, F.G., Huang, G.L. Microstructural Designs of Plate-type Elastic Metamaterial and their Potential Applications: A Review. International Journal of Smart and Nano Materials, Vol. 6, No. 1, pp. 14-40, 2015.
  • Yao S., Zhou X., and Hu G., Experimental Study on Negative Effective Mass in a 1D Mass–Spring System. New Journal of Physics, Vol. 10, No. 4, pp. 043020, 2008.
  • Huang H., Sun C., and Huang G., On the Negative Effective Mass Density in Acoustic Metamaterials. International Journal of Engineering Science, Vol. 47, No. 4, pp. 610-617, 2009.
  • Huang G., Sun C., Band Gaps in a Multiresonator Acoustic Metamaterial. Journal of Vibration and Acoustics, Vol. 132, No. 3, 2010.
  • Huang H. H., Sun C. T., Anomalous Wave Propagation in a One-dimensional Acoustic Metamaterial Having Simultaneously Negative Mass Density and Young’s Modulus. The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 132, No. 4, pp. 2887-2895, 2012.
  • Terao T., Wave Propagation in Acoustic Metamaterial Double‐Barrier Structures. Physica Status Solidi (A), 213, No. 10, pp. 2773-2779, 2016.
  • Kuznetsova M. S., Pasternak E., and Dyskin A. V., Analysis of Wave Propagation in a Discrete Chain of Bilinear Oscillators. Nonlinear Processes in Geophysics, Vol. 24, No. 3, pp. 455-460, 2017.
  • Hu G., Tang L., Das R., Gao S., Liu H., Acoustic Metamaterials with Coupled Local Resonators for Broadband Vibration Suppression. AIP Advances, Vol. 7, No. 2, p.p 025211, 2017.
  • Wang X., Dynamic Behaviour of a Metamaterial System with Negative Mass and Modulus. International Journal of Solids and Structures, Vol. 51, No. 7-8, pp. 1534-1541, 2014.
  • Liu C., Reina C., Broadband Locally Resonant Metamaterials with Graded Hierarchical Architecture. Journal of Applied Physics, Vol. 123, No. 9, p. 095108, 2018.
  • Sang S., Sandgren E., Study of Two-Dimensional Acoustic Metamaterial Based on Lattice System. Journal of Vibration Engineering & Technologies, Vol. 6, No. 6, pp. 513-521, 2018.
  • Cveticanin L., Zukovic M., Cveticanin D., On the Elastic Metamaterial with Negative Effective Mass. Journal of Sound and Vibration, Vol. 436, pp. 295-309, 2018.
  • Madhamshetty K., Manimala J. M., Extraordinary Wave Manipulation Characteristics of Nonlinear Inertant Acoustic Metamaterials. Journal of the Franklin Institute, Vol. 356, No. 14, pp. 7731-7753, 2019.
  • Chen Z., Zhou W., Lim C., Active Control for Acoustic Wave Propagation in Nonlinear Diatomic Acoustic Metamaterials. International Journal of Non-Linear Mechanics, Vol. 125, p. p 103535, 2020.
  • Wang, J., Zhou, W., Huang, Y., Lyu, C., Chen, W., Zhu, W., Controllable Wave Propagation in a Weakly Nonlinear Monoatomic Lattice Chain with Nonlocal Interaction and Active Control. Applied Mathematics and Mechanics, Vol. 39, No. 8, pp. 1059–1070, 2018.
  • Ghavanloo E., Fazelzadeh S.A., Wave Propagation in One-Dimensional Infinite Acoustic Metamaterials with Long-Range Interactions. Acta Mechanica, Vol. 230, No. 12, pp. 4453-4461, 2019.
  • Oh, J.H., Assouar, B., Quasi-static Stop Band with Flexural Metamaterial having Zero Rotational Stiffness. Scientific Reports, Vol. 6, No. 1, p. 33410و
  • Hussein M. I., Theory of Damped Bloch Waves in Elastic Media. Physical Review B, Vol. 80, No. 21, pp. 212301, 2009.
  • Ghavanloo E., Fazelzadeh S. A., Rafii-Tabar H., Formulation of an Efficient Continuum Mechanics-Based Model to Study Wave Propagation in One-dimensional Diatomic Lattices," Mechanics Research Communications, Vol. 103, pp. 103467, 2020.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار