Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Some more on logarithmic singularity integration in boundary element method

Rymarczyk Tomasz, Sikora Jan

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2024

|

T. 14, nr 1

5--10

EN

The accuracy of calculations of integrals with logarithmic singularities for two methods, namely the method of ignoring singularities and the method of subtraction (consisting in separating the singular part from the remaining non-singular), are presented in this paper. Only two-dimensional problems, like Dirichlet's problems, as well as acoustic problems formulated in the frequency domain are considered. Problems related to the accuracy of calculations are discussed and the influence of frequency, as well as the influence of the geometry of the analysed area on the accuracy of calculations, are indicated. When we talk about the influence of geometry, we mean not only discretization, but also the configuration of the area, such as the sharp edges of the boundary line, assuming the use of the classic, without any modifications, Boundary Element Method.

PL

Dokładność obliczeń całek z osobliwościami logarytmicznymi dla dwóch metod a mianowicie metody ignorowania osobliwości i metody odjęcia (polegającej na wyodrębnieniu części osobliwej od pozostałej nieosobliwej), zostały przedstawione w tym artykule. Rozważono jedynie zagadnienia dwuwymiarowe zagadnienia Dirichleta jak również zagadnienia akustyczne sformułowane w dziedzinie częstotliwości. Omówiono problemy związane z dokładnością obliczeń oraz wskazano na wpływ częstotliwości a także wpływ geometrii analizowanego obszaru na dokładność obliczeń. Mówiąc o wpływie geometrii mamy na myśli nie tylko dyskretyzacje, ale także konfigurację rozpatrywanego obszaru jak na przykład ostre krawędzie linii brzegowej przy założeniu stosowania klasycznej, bez żadnych modyfikacji, Metody Elementów Brzegowych.

2

On precision acoustic wave calculation in a frequency domain

Rymarczyk Tomasz, Sikora Jan

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2022

|

T. 12, nr 2

64--68

EN

The accuracy of the calculation of acoustic problems formulated in the frequency domain is presented in this work. The issues of the acoustic point sources modelling were discussed and the influence of frequency as well as the impact of the geometry of the analysed area on the accuracy of calculations were indicated. Speaking about the influence of geometry, we mean not only discretization but also the configuration of the considered area, such as for example point sources localization close to the outer edge.

PL

Dokładności obliczeń zagadnień akustycznych sformułowanych w dziedzinie częstotliwości została przedstawiona w tej pracy. Omówiono problemy modelowania źródeł punktowych oraz wskazano na wpływ częstotliwości a także wpływ geometrii analizowanego obszaru na dokładność obliczeń. Mówiąc o wpływie geometrii mamy na myśli nie tylko dyskretyzacje, ale także konfigurację rozpatrywanego obszaru jak na przykład punktowe źródła energii położone blisko zewnętrznego brzegu.

3

The transmission of the acoustic wave in the quasi one-dimensional multi-layer systems

Gruszka K., Garus S., Nabiałek M., Błoch K., Gondro J., Szota M., Pająk B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 61, nr 2

250--256

EN

Purpose: Paper presents the results of the simulation of acoustic wave propagation in quasi one-dimensional multi-layered structure. The purpose was to examine the influence of the thickness of two materials forming the transmission system, depending on the acoustic wave source frequency. Design/methodology/approach: To perform simulation, the FDTD (finite difference time domain) algorithm was used. An acoustic wave propagated through the system consisting of ten alternating layers of equal thickness, surrounded on both sides by air. On the edges of the simulation space Neumann boundary conditions were provided. Findings: Changing the layer thickness affects the position of the SPL minima and causes narrowing of the area of the total acoustic pressure curves. Research limitations/implications: The influence of changes in the thickness of the layers forming the quasi one-dimensional multilayer system on transmission was investigated. In order to better know the transmission characteristics of the system consisting of two different materials, the effect of changing the physical size of heterogeneous layers should be examined. It would be also important to compare the simulation results with those obtained experimentally. Practical implications: Simulation of quasi one-dimensional multi-layer systems allows to design new materials adapted to the requirements of specific applications without the need to carry experiment. Multilayer systems can be operated in a variety of applications, primarily as a filter with adjustable band gap frequency intermittently, and also as a material for absorbing incident acoustic waves. Originality/value: The available literature contains a limited information on the propagation of acoustic waves in quasi one-dimensional multi-layer systems. This paper responds to the demand caused by the lack of available articles in this topic and enables view the findings of research for one of the simpler periodic structures.

4

Wytwarzanie i propagacja fal akustycznych o wysokich częstotliwościach w nanowarstwach metalicznych

Aleksiejczuk M.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2007

|

nr 9

3-104

PL

Teoretyczne badania właściwości sprężystych w układach periodycznych dwuskładnikowych, były podjęte w połowie poprzedniego wieku. Wyniki jednych z bardziej znaczących badań zostały zaprezentowane przez M. Rytova (1956) [96]. M. Rytov wyprowadził zależności dyspersyjne dla fal sprężystych (akustycznych) w nieskończonym układzie warstw podwójnych. Praca ta mimo tego, że została opublikowana dość dawno, wciąż jest aktualna i często cytowana. Właściwości optyczne struktur warstwowych ze względu m. in. na zastosowania w laserach półprzewodnikowych były opisywane przez Yeha P. (1979) [114] oraz Yariva A. i Yeha P. (1984) [112, 113]. Z otrzymanych teoretycznie zależności dyspersyjnych wynikało istnienie zakresów częstotliwości, w których fala elektromagnetyczna nie mogła się propagować (Wert CA. i Thomson R.M. (1970) [107], Kittel C. (1974) [71]). Basseras P. et al. (1995) [22] opierając się na modelu Rytova otrzymał przybliżone wzory na wielkość przerwy energetycznej dla wielokrotnej struktury w przypadku gdy obie warstwy mają zbliżoną impedancję akustyczną. Natomiast Djafari-Rouhani et al. (1983) [43] podał zależność na akustyczny mod zlokalizowany dla przypadku struktury zwielokrotnionej półnieskończonej. Prace Djafari-Rouhani wykonywane były ze względu na zainteresowanie cienkowarstwowymi heterogenicznymi strukturami półprzewodnikami dla potrzeb mikroelektroniki. Wykonanie badań eksperymentalnych w owym czasie było niemożliwe z tego względu, że nie istniały możliwości efektywnego pobudzania fali sprężystej w zakresie bardzo wysokich częstotliwości. Pomiary metodą spektroskopii Brillouina, ze względu na małą dokładność i czułość dla przypadku układów nanowarstwowych nie mogły być zastosowane. Dopiero w latach 90-tych ubiegłego stulecia, po opracowaniu laserów generujących bardzo krótkie impulsy o femtosekundowych czasach trwania, można było pobudzić i odbierać drgania sprężyste w nanostrukturach (Thomsen C. et al. (1986) [103]). Celem pracy była analiza warunków pobudzenia akustycznych modów zlokalizowanych w periodycznych układach nanowarstwowych oraz pomiar wzbudzenia akustycznych modów zlokalizowanych w podwójnych metalicznych strukturach wielowarstwowych. Wr pracy podano numeryczne obliczenia zależności dyspersyjnych dla fal akustycznych w nanowarstwowych strukturach wielokrotnych Au/V oraz zależności modu zlokalizowanego w tych strukturach od parametrów struktur, a także rodzaju warstwy wierzchniej. Opierając się na pracach Yarifa A. i Yeha P. (1984) [112] dotyczących własności optycznych analogicznych struktur periodycznych, wykorzystując macierz transformacji, podano zależność częstotliwości modu zlokalizowanego od wybranych parametrów nanostruktury oraz określono warunki występowania tego modu. Rezultaty tych obliczeń zweryfikowano z wynikami badań eksperymentalnych, które przeprowadzono dla struktur Au/V w Laboratoire des Milieux Desordonnes et Heterogenes Uniwersytetu Pierre et Marie Curie w Paryżu, W pracy przedstawiono także wyniki pomiarów struktur Cu/Co, Ag/Fe i Gd/Co, w których nie obserwowano modu zlokalizowanego. Określono w nich natomiast prędkość fali podłużnej oraz graniczną grubość warstwy podwójnej w strukturze nanowarstwowej przy której właściwości sprężyste takich nanowarstw zaczynają się różnić od właściwości sprężystych grubych warstw i materiałów typu objętościowego. Praca składa się z pięciu rozdziałów. W drugim rozdziale przedstawiono technologie wytwarzania cienkich warstw metalicznych, modele wzrostu warstw oraz podstawowe techniki pomiarowe. Skoncentrowano się przede wszystkim na metodzie wiązek molekularnych, przy pomocy której otrzymywane były nanowarstwy, których wyniki badań eksperymentalnych zostały przedstawione w niniejszej pracy, Wśród technik pomiarowych przedstawiono metodę iiiskokątowej reflektometrii rentgenowskiej, która pozwalała na określenie jakości warstw struktury i parametrów geometrycznych poszczególnych warstw składowych w wielokrotnej strukturze warstwowej. W pracy przedstawione zostały otrzymane refiektogramy dla nanowarstw Au/V i podane parametry otrzymanych warstw, uzyskane za pomocą programu. Symulreflec. W rozdziale trzecim, omówiono zjawisko fotoakustycznego pobudzenia warstwy metalicznej za pomocą krótkiego impulsu laserowego, stosowane następnie do pobudzania drgań sprężystych w badanych nanowarstwach. Określono wpływ dyfuzji termicznej na kształt impulsu akustycznego oraz opisano proces detekcji sygnału akustycznego propagującego się w warstwie metalicznej pobudzonego za pomocą wiązki laserowej, W rozdziale czwartym przedstawiono eksperymentalną metodę generacji drgań akustycznych dużej częstotliwości za pomocą lasera femtosekundowego oraz detekcji sygnału akustycznego w ośrodku nanowarstwowym, naniesionym na podłoże dielektryczne. Detekcję sygnału przeprowadzano za pomocą opóźnionego sondującego impulsu laserowego. Podano otrzymane eksperymentalnie wybrane zależności zmian współczynnika odbicia światła od czasu opóźnienia impulsu sondującego, które są reakcją na impulsowe femtosekundowe pobudzenie nanostruktury warstwowej. Przedstawiono wyniki pomiarów dla wielokrotnych nanostruktur warstwowych: Cu/Co, Ag/Fe, Gd/Co i Au/V. Wyznaczono prędkości propagacji podłużnych fal akustycznych w kierunku prostopadłym do powierzchni warstw (dla nanowarstw Cu/Co, Ag/Fe, Gd/Co) oraz częstotliwość zlokalizowanych modo w akustycznych (dla Au/V). W rozdziale piątym przedstawiono teorie propagacji fal akustycznych w periodycznych strukturach warstwowych na bazie modelu Rytova, Podano otrzymane numerycznie na bazie tego modelu zależności dyspersyjne dla fal sprężystych w badanych nanowarstwach Au/V oraz wyznaczono parametry przerw częstotliwości, w których zabroniona jest propagacja fal sprężystych. Zaprezentowano także metodę eksperymentalnej weryfikacji fononowej przerwy częstotliwości w nanostrukturach warstwowych wykorzystując tunelowe złącza nadprzewodnikowe. W rozdziale szóstym przedstawiono elementy teorii modów zlokalizowanych w układach wielowarstwowych. Następnie w oparciu o macierz transformacji, znaną z optyki periodycznych układów warstwowych, podano zależności częstotliwości modu zlokalizowanego od parametrów nanostruktury warstwowej. Określono obszary istnienia rozwiązanie. Podano rezultaty obliczeń numerycznych częstotliwości akustycznych modu zlokalizowanego dla nanostruktury warstwowej Au/V, w zależności od grubości warstw składowych nanostruktury i warstwy wierzchniej. Ustalono warunki przy jakich możliwa jest generacja modów zlokalizowanych w warstwowych strukturach periodycznych.