S'abonner

Simulation-based conceptual design of an acoustic metamaterial with full band gap using an air-based 1-3 piezoelectric composite for ultrasonic noise control - 04/02/17

Doi : 10.1016/j.crme.2016.11.003 
Shahrokh Rezaei, Morteza Eskandari-Ghadi, Mohammad Rahimian
 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, P.O. Box: 4563-11155, Tehran, Iran 

Corresponding author.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

pages 16
Iconographies 9
Vidéos 0
Autres 0

Abstract

This paper aims at proposing a novel type of acoustic metamaterials with complete band gap composed of piezoelectric rods with square array as inclusions embedded in an air background (matrix). A modified plane wave expansion method accompanied with the principles of the Bloch–Floquet method with electromechanical coupling effect and also impedance spectra are used to get a band frequency and to investigate the passband for the selected cut of piezoelectric rods. We investigate both the electromechanical coupling coefficient and mechanical quality factor and their dependency to passband and bandwidth, which depends on both the density and the wave impedance of the matrix and the inclusions (rods). The ratio of the volume of inclusion to the matrix is used to define the fill factor or the so-called inclusion ratio, to introduce the bandwidth as a function of that. Furthermore, the fabrication method is presented in this paper. The results make a suitable foundation for design purposes and may develop an inherently passive ultrasonic noise control. In addition, the results provide the required guidance for a simulation-based design of elastic wave filters or wave guide that might be useful in high-precision mechanical systems operated in certain frequency ranges and switches made of piezoelectric materials; they also propose a novel type of elastic metamaterials, which is independent of the wave direction and has an equal sensitivity in all directions in which it reacts omnidirectionally and mitigates the occupational noise exposure.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Phononic crystal, Acoustic band gaps, Passive control, Piezoelectricity, Vibration isolation, Ultrasonic noise control


Plan


© 2016  Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 345 - N° 2

P. 137-152 - février 2017 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Eigensolutions to a vibroacoustic interior coupled problem with a perturbation method
  • Bertille Claude, Laetitia Duigou, Gregory Girault, Jean-Marc Cadou
| Article suivant Article suivant
  • Mathematical justification of an elastic elliptic membrane obstacle problem
  • Ángel Rodríguez-Arós

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’achat d’article à l’unité est indisponible à l’heure actuelle.

Déjà abonné à cette revue ?

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2024 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.