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Isolation of broad low-frequency flexural waves using phononic crystals with local resonances = 국부 공진 기반의 음향자 결정구조를 이용한 광대역 저주파수 굽힘파 절연
서명 / 저자 Isolation of broad low-frequency flexural waves using phononic crystals with local resonances = 국부 공진 기반의 음향자 결정구조를 이용한 광대역 저주파수 굽힘파 절연 / Seongmin Park.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2020].
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8035294

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학술문화관(도서관)2층 패컬티라운지(학위논문)

MME 20003

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초록정보

For the past decades, phononic crystals have received much attention as a potential technique to isolate elastic waves in certain frequency ranges, called band gaps. Various works have been performed to broaden or lower the band gaps, but a challenge still remains on simultaneously broadening and lowering the band gap. In this study, we propose a unit cell of the phononic crystals that isolate the flexural waves in a broad and low frequency range by smoothly changing the thickness and width profiles of the unit cell. The broad and low band gap of the proposed unit cell is numerically and experimentally investigated, and the results show large wave attenuation (-10 dB to -35 dB) in the frequency range of about 2.2 Hz to 227.0 Hz. In addition, the band gap could be achieved by using the unit cells with the lattice constant of only 1/33 wavelength. We enhance the structural robustness of the proposed unit cell by replacing the surface region near the thin and narrow part with high-strength material while maintaining its broad low-frequency band gap.

지난 수십여 년간, 음향자 결정구조는 특정 주파수 범위 (밴드 갭)에서 탄성파를 절연하는 기술로 많은 관심을 받아왔다. 밴드 갭을 넓히거나 낮추기 위한 다양한 연구들이 수행되었지만, 밴드 갭을 동시에 넓히고 낮추는 것은 여전히 어려운 문제이다. 본 연구에서는, 음향자 결정구조의 단위 구조의 두께 와 폭을 멱 법칙에 따라 변화시킴으로써, 넓으면서도 낮은 주파수 범위에서의 굽힘파를 절연할 수 있는 음향자 결정구조의 단위 구조를 제안한다. 제안된 단위 구조에 대한 밴드 갭이 수치 및 실험적으로 조사되었으며, 전파되는 굽힘파 진폭이 약 2.2 Hz부터 227.0 Hz의 넓은 주파수 범위에서 크게 감소했다 (-10 dB ~ -35 dB). 이 밴드 갭은 파장 대비 33분의 1 크기의 단위 구조를 통해 달성되었다. 또한, 단위 구조에서 얇고 가는 부분 근처 표면을 고강도 물질로 대체함으로써, 넓고 낮은 밴드 갭 성능은 유지시키면서 구조적 강건성을 향상시켰다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 20003
형태사항 ii, 25 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 박성민
지도교수의 영문표기 : Wonju Jeon
지도교수의 한글표기 : 전원주
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학과,
서지주기 References : p. 21-23
주제 Phononic crystals
Band gap
Elastic wave
Wave attenuation
wave isolation
음향자 결정구조
밴드 갭
탄성파
파동 감쇠
파동 절연
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