Effect of point defects in a two-dimensional phononic crystal on the reemission of acoustic wave

• Autorzy: Gruszka K. , Garus S. , Garus J. , Błoch K. , Nabiałek M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ defektów punktowych w dwuwymiarowym krysztale fononicznym na reemisję fali akustycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of the study on impact of the distribution, number and type of conglomeration of point defects on the parameters of the acoustic wave passing through the phononic crystal. For the simulation, the method of finite differences in time domain (FDTD) was used. In the paper several types of point defects distribution topology both inside and on the surface of the two-dimensional phononic crystal was examined. In order to suppress waves reflected from the edge of medium PML (Perfectly Matched Layers) algorithm was applied. In the simulation a lossless medium was considered. The study revealed that a small amount of point defects inside the body of phononic crystal has weak effect on the acoustic wave remission, while relatively small number of defects placed on the crystal's surface significantly affected the characteristics of the acoustic wave.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu rozmieszczenia, liczby oraz typu konglomeracji defektów punktowych na parametry fali akustycznej przechodzącej przez kryształ fononiczny. Do przeprowadzenia symulacji wykorzystano metodę różnic skończonych w domenie czasu (FDTD). W pracy zbadano kilkanaście rodzajów topologii rozmieszczenia defektów punktowych zarówno wewnątrz, jak i na powierzchni dwuwymiarowego kryształu fononicznego. W celu wytłumienia fal odbitych od krawędzi ośrodka zastosowano algorytm PML (Perfectly Matched Layers). W symulacji rozważano ośrodek bezstratny. Badania ujawniły, że niewielka liczba defektów punktowych znajdujących się wewnątrz kryształu fononicznego ma mały wpływ na reemisję fali akustycznej, natomiast relatywnie mała liczba defektów umieszczonych na powierzchni kryształu wpływa istotnie na parametry przechodzącej fali akustycznej.

Słowa kluczowe

EN

acoustic FDTD; phononic crystals; point defects

PL

akustyczne FDTD; kryształ fononiczny; defekty punktowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 132--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fig.

Twórcy

autor

Gruszka K.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Instytut Fizyki, Politechnika Częstochowska

autor

Garus S.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Instytut Fizyki, Politechnika Częstochowska

autor

Garus J.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Instytut Fizyki, Politechnika Częstochowska

autor

Błoch K.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Instytut Fizyki, Politechnika Częstochowska

autor

Nabiałek M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej, Instytut Fizyki, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Pennec Y., Vasseur J. O., Djafari-Rouhani B., Dobrzyński L., Deymier P. A.: Two-dimensional phononic crystals: Examples and application, Surface Science Reports 65 (8) (2010) 229÷291.
• [2] Zhan Z., Wei P.: Influences of anisotropy on band gaps of 2D phononic crystal. Acta Mechanica Solida Sinica 23 (2) (2010) 181÷188.
• [3] Yee K.: Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's equations in isotropic media, IEEE Transactions on Antennas and Propagation 14 (3) (1966) 302÷307.
• [4] Lovetri J., Mardare D., Soulodre G.: Modelling of the seat dip effect using the finite-difference time-domain method. Journal of the Acoustical Society of America 100 (1996) 2204÷2212.
• [5] Chaigne A., Askenfelt A.: Numerical simulations of piano strings–Part I: a physical model for a struck string using finite difference methods. Journal of the Acoustical Society of America 95 (2) (1994) 1112÷1118.
• [6] Ostashev V., Wilson D., Liu L., Aldridge D., Symons N., Marlin D.: Equations for finite-difference time-domain simulation of sound propagation in moving inhomogeneous media and numerical implementation. Journal of the Acoustical Society of America 117 (2005) 503÷517
• [7] Sullivan D. M.: Electromagnetic simulation using the FDTD method, IEEE Press (2000).
• [8] Maloney J. G., Cummings K. E.: Adaptation of FDTD techniques to acoustic modelling. 11 th Annual Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics, Monterey CA USA 2 (1995) 724÷731.