Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of spatial distribution and the type of material on the occurrence of bandgaps in phononic crystals

Garus Sebastian, Sochacki Wojciech, Kwiatoń Paweł, Nabiałek Marcin, Petrů Jana, Kubanek Mariusz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 3

art. no. e144609

EN

The study investigated the effect of the fill factor, lattice constant, and the shape and type of meta-atom material on the reduction of mechanical wave transmission in quasi-two-dimensional phononic structures. A finite difference algorithm in the time domain was used for the analysis, and the obtained time series were converted into the frequency domain using the discrete Fourier transform. The use of materials with large differences in acoustic impedance allowed to determine the influence of the meta-atom material on the propagation of the mechanical wave.

2

Minimizing the number of layers of the quasi one-dimensional phononic structures

Garus Sebastian, Sochacki Wojciech, Kubanek Mariusz, Nabiałek Marcin

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2022

|

Vol. 70, nr 1

art. no. e139394

EN

In the work, multi-criteria optimization of phononic structures was performed to minimize the transmission in the frequency range of acoustic waves, eliminate high transmission peaks with a small half-width inside of the band gap, and what was the most important part of the work – to minimize the number of layers in the structure. Two types of the genetic algorithm were compared in the study. The first one was characterized by a constant number of layers (GACL) of the phononic structure of each individual in each population. Then, the algorithm was run for a different number of layers, as a result of which the structures with the best value of the objective function were determined. In the second version of the algorithm, individuals in populations had a variable number of layers (GAVL) which required a different type of target function and crossover procedure. The transmission for quasi-one-dimensional phononic structures was determined with the use of the transfer matrix method algorithm. Based on the research, it can be concluded that the developed GAVL algorithm with an appropriately selected objective function achieved optimal solutions in a much smaller number of iterations than the GACL algorithm, and the value of the k parameter below 1 leads to faster achievement of the optimal structure.

3

High-performance quasi one-dimensional mirrors of mechanical waves built of periodic and aperiodic structures

Garus S., Sochacki W.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2018

|

Vol. 17, nr 4

19--24

EN

The work studied the reflectance for quasi one-dimensional phononical structures. In composite superlattices, the thickness of the layers, their arrangement and selection of constituent materials with appropriate properties such as the density and velocity of mechanical waves propagation allows for the creation of a phononic band gap (PhBG) phenomenon. PhBG is characterized by high reflectance of the mechanical wave incident on the analyzed structure, which means that the wave does not propagate in the superlattice. The paper proposes periodic and aperiodic structures characterized by a wide range of reflectance for the ultrasonic frequencies of mechanical waves and shows how the change the thickness of the layer affects the properties of the analyzed structures.

4

Wave-based attitude control of spacecraft with fuel sloshing dynamics

Thompson J. W., O'Connor W.

Archive of Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. LXIII, nr 2

263--275

EN

Wave-Based Control has been previously applied successfully to simple underactuated flexible mechanical systems. Spacecraft and rockets with structural flexibility and sloshing are examples of such systems but have added difficulties due to nonuniform structure, external disturbing forces and non-ideal actuators and sensors. The aim of this paper is to extend the application of WBC to spacecraft systems, to compare the performance of WBC to other popular controllers and to carry out experimental validation of the designed control laws. A mathematical model is developed for an upper stage accelerating rocket moving in a single plane. Fuel sloshing is represented by an equivalent mechanical pendulum model. A wave-based controller is designed for the upper stage AVUM of the European launcher Vega. In numerical simulations the controller successfully suppresses the sloshing motion. A major advantage of the strategy is that no measurement of the pendulum states (sloshing motion) is required.

PL

Sterowanie oparte na podejściu falowym było w przeszłości stosowane z powodzeniem do prostych, elastycznych systemów mechanicznych, w których liczba sygnałów sterujących jest mniejsza od liczby stopni swobody. Rakiety i statki kosmiczne, strukturalnie elastyczne, w których występuje zjawisko przelewania się płynu, są przykładami takich systemów, lecz nastręczają dodatkowe trudności z powodu niejednorodnej struktury, zewnętrznych sił zakłócających i nieidealnych elementów wykonawczych i czujników. Celem pracy jest zastosowanie sterowania opartego na podejściu falowym (WBC) do systemów statków kosmicznych, porównanie efektów strategii WBC z działaniem innych popularnych regulatorów i eksperymentalne potwierdzenie poprawności opracowanych praw sterowania. Opracowano model matematyczny dla górnego stopnia rakiety przyspieszającej poruszającej się w pojedynczej płaszczyźnie. Przelewanie się płynu jest reprezentowane przez równoważny model wahadła mechanicznego. Układ sterujący typu WBC został zaprojektowany dla górnego stopnia AVUM europejskiej rakiety nośnej Vega. Symulacja numeryczna wykazała, że układ sterowania z powodzeniem tłumi ruchy wywołane przelewaniem się płynu. Zaletą tej strategii jest, że nie są wymagane żadne pomiary stanów wahadła (ruchów przelewającego się płynu).

5

Fale sprężyste : wybrane zagadnienia

Kuliński K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2015

|

Z. 21 (171)

161--167

PL

W artykule zaprezentowano i omówiono wybrane rodzaje występujących w przyrodzie fal, tj. fal słabej nieciągłości oraz fal silnej nieciągłości (tzw. fale uderzeniowe). Ponadto w pracy przedstawiono możliwe zastosowanie opisanych fal, jak również dokonano przeglądu literaturowego ze wskazaniem prac, w których wykorzystuje się metodę elementów skończonych do walidacji opisów matematycznych i wyników badań prezentowanych fal.

EN

In this paper there are presented and discussed two different naturally occurring wave types i.e. low discontinuity waves and strong discontinuity waves called impact waves. Moreover, in this paper there are presented possible applications of described waves and a small literature overview has been performed indicating the works, where finite element method is used to validate the mathematical problem descriptions and the experimental results of presented wave types.

6

Mechanical and electromagnetic wave interaction in linear isotropic dielectrics with local mass displacement and polarization inertia

Kondrat V., Hrytsyna O.

Vibrations in Physical Systems

|

2010

|

Vol. 24

227--232

EN

Using thermodynamical approach the complete set of equations of local gradient model is obtained for description of coupled mechanical, thermal and electromagnetic fields in non-ferromagnetic dielectrics taking into account the local mass displacement and polarization inertia. For linear isothermal approximation the keyset of equations is written for scalar and vector potentials of displacement vector and electromagnetic fields. In this case the generalization of Lorentz calibration is proposed. On this base the plane harmonic waves of displacement, electromagnetic fields and local displacement of mass in media are studied. It is shown that the process of the local mass displacement is related to the change of volume and scalar electric potential only. It is shown that the proposed model describes the dispersion of modified elastic wave in the region of high frequency.

PL

Korzystanie termodynamicznego podejścia otrzymano kompletny układ równań gradientnego modelu dla opisu pól mechanotermoelektromagnetycznych w nieferromagnetycznych dielektrycznych ośrodkach, biorąc pod uwagę proces lokalnego przemieszczenia masy i bezwładności polaryzacji. W aproksymacji liniowej izotermicznej system podstawowych równań modelu przedstawiony stosunkowo potencjałów wektorowych i skalarnych wektora przemieszczeń i pola elektromagnetycznego. Zaproponowana uogólniona kalibracja Lorentza. Na tej podstawie prowadzono badania oddziaływania płaskich fal harmonicznych przemieszczenia, pola elektromagnetycznego i lokalnego przemieszczenia masy w ośrodku nieskończonym. Wykazano, że proces lokalnego przemieszczenia masy związane tylko ze zmianą objętości i skalarnego potencjału elektrycznego. Wykazano tez, że zaproponowany model opisuje rozpraszanie sprężystej fali, zmodyfikowanej oddziaływaniem mechanoelektrycznym i lokalnym przemieszczeniem masy w zakresie wysokich częstotliwości, zgodnie z wynikami znanych z literatury.

7

Badania odporności elementów konstrukcyjno-budowlanych auli spadochronowej SGH na wymuszenia falą akustyczną i mechaniczną

Rekucki R., Kruszka L.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2002

|

Vol. 51, nr 12

71-86

PL

Badanie odporności elementów konstrukcyjno-budowlanych na wymuszenia falą akustyczną i mechaniczną przedstawiono na przykładzie auli spadochronowej Szkoły Głównej Handlowej w Warszawie. Jest to obiekt szkieletowy o konstrukcji żelbetowej, czterokondygnacyjny, posiadający przeszklony stropodach w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratowej z dużą liczbą okien. W auli organizowane są duże imprezy muzyczne z udziałem zespołów młodzieżowych. Podczas tych imprez powstają nie tylko drgania akustyczne przenoszone na elementy konstrukcyjno-budowlane obiektu, ale także drgania mechaniczne konstrukcji od oddziaływań dynamicznych tańczącego tłumu młodzieży podczas dyskotek. W artykule zostaną przedstawione wyniki badań drgań elementów konstrukcyjno-budowlanych przedmiotowego obiektu oraz analiza spektralna zarejestrowanych impulsów ze szczególnym zwróceniem uwagi na szkodliwy wpływ tych oddziaływań na pracę elementów konstrukcyjno-budowlanych tego budynku z uwzględnieniem uwarunkowań normowych i budowlanej praktyki inżynierskiej.

EN

Study of resistance of construction-engineering elements upon the interaction of acoustic and mechanic waves has been performed on the example of parachute hall of SGH Warsaw. The building is of a skeleton type reinforced concrete construction, four-floor, partly glassed roof of pyramid form with numerous windows. There are organized large musical events with a young musical bands. During those events not only are created the acoustic waves inducing the vibrations of construction elements of the building but also mechanically caused vibrations of the construction as a result of dynamical interaction of a dancing crowd during the discotheque events. The study results are presented of the vibration of the construction-engineering elements of the building as well as the results of spectral analysis of the recorded impulses. A special attention was taken to the harmful impact of those interaction on the operation of construction-engineering elements of the building with taking into account the accepted norms in constructional practice.