ویژگی‌های انتشار موج بلند در بلورهای فونونی، اثر غلظت و پراکندگی اجزا در کامپوزیت‌های سه‌ جزیی

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1078-ISAV2025 (R4)
نویسندگان
1نویسنده
2استاد راهنما
3استاد مشاور
چکیده
این مقاله به بررسی ویژگی‌های انتشار امواج صوتی با طول موج بلند در بلورهای فونونی تک‌بعدی و سه‌جزئی با پراکندگی چندگانه می‌پردازد. ما یک چارچوب نظری مبتنی بر راه‌حل‌های معادله موج، شرایط مرزی و ارائه می‌دهیم که منجر به یک معادله ماتریس مشخصه می‌شود که رابطه پراکندگی را تعریف می‌کند. شبیه‌سازی‌های عددی، تأثیر توزیع فضایی اجزا و غلظت‌های نسبی بر رفتار موج را بررسی می‌کنند، به‌ویژه با تمرکز بر روابط پراکندگی، سرعت فاز، باندهای عبور و باندهای توقف در رژیم‌های پراکندگی تکی و چندگانه مختلف. یافته‌های کلیدی نشان می‌دهد که حتی با غلظت‌های کل ثابت مواد، تغییر توزیع اجزا به طور قابل توجهی بر پهنای باند عبور و باند توقف تأثیر می‌گذارد. یک کشف مهم این است که حداقل پهنای باند توقف زمانی حاصل می‌شود که غلظت اجزا به طور مساوی بین دو زیر بخش سلول واحد توزیع شود. این مطالعه همچنین حساسیت سرعت فاز در محدوده عدد موج میانی به چیدمان داخلی اجزا را برجسته می‌کند. این نتایج بینش‌های ارزشمندی در مورد کنترل موج صوتی ارائه می‌دهند که به کاربردهایی مانند تست غیر مخرب، فیلتر صوتی و متامواد پیشرفته مرتبط هستند.
کلیدواژه ها
 
Title
Long-wave propagation characteristics in phononic crystals, the effect of concentration and dispersion of components in ternary composites
Authors
Fereshteh Eivazkhani, Sergey Viktorovich Sukhinin, seyed mohammad farough Ashraf sajadi, Sirwan Farhadi
Abstract
This paper investigates the propagation characteristics of long-wavelength acoustic waves based on wave equation solutions, boundary conditions, and Bloch's theorem, leading to a characteristic matrix equation that defines the dispersion relation. Numerical simulations explore the influence of component spatial distribution and relative concentrations on wave behavior, specifically focusing on dispersion relations, phase velocity, passbands, and stopbands across various single and multiple scattering regimes.
Key findings reveal that even with constant total material concentrations, varying the distribution of components significantly impacts passband and stopband widths. A crucial discovery is that the minimum stopband width is achieved when component concentrations are equally distributed between the two subsections of the unit cell. The study also highlights the sensitivity of phase velocity in the intermediate wavenumber range to the internal arrangement of components. These results offer valuable insights into acoustic wave control through tailored phononic crystal architectures, relevant for applications in non-destructive evaluation, acoustic filtering, and advanced metamaterials.
Keywords
NDT for 3 component composite materials, Phononic crystal. Composite quality control. Acoustic method. Composite sound velocity