Defect-band splitting de un cristal fónico unidimensional con doble defecto para excitación de ondas de flexión
Autores: Jo, Soo-Ho; Lee, Donghyu; Youn, Byeng D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Defect-band splitting de un cristal fónico unidimensional con doble defecto para excitación de ondas de flexión
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Investigación
Cristales fónicos
Materiales piezoeléctricos
Actuadores ultrasónicos
Defectos
Excitación de ondas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Una extensa investigación previa se ha adentrado en la localización de la energía de ondas elásticas a través de modos defectuosos dentro de cristales fónicos (PnCs). La amalgama de PnCs defectuosos con materiales piezoeléctricos ha abierto nuevas vías para innovaciones conceptuales que atienden a recolectores de energía, filtros de ondas y receptores ultrasónicos. Un reciente alejamiento de este paradigma convencional implica el diseño de un actuador ultrasónico que excita ondas elásticas. Sin embargo, los esfuerzos previos se han centrado principalmente en escenarios de un solo defecto para la excitación de ondas de flexión. Para empujar los límites, esta investigación da un paso adelante al extender el diseño de PnC para incluir dobles defectos piezoeléctricos. Este avance permite que los actuadores ultrasónicos operen de manera efectiva en múltiples frecuencias. Un modelo analítico originalmente desarrollado para una situación de un solo defecto a través de la teoría de vigas Euler-Bernoulli se adapta para encajar dentro del marco de una configuración de doble defecto, prediciendo el rendimiento de excitación de ondas. Además, se lleva a cabo un estudio exhaustivo para analizar cómo los cambios en las configuraciones de voltaje de entrada impactan en las respuestas de salida. El objetivo final es crear transductores ultrasónicos que podrían tener aplicaciones prácticas en pruebas no destructivas para monitorear la salud estructural y en imágenes ultrasónicas con fines médicos.
Descripción
Una extensa investigación previa se ha adentrado en la localización de la energía de ondas elásticas a través de modos defectuosos dentro de cristales fónicos (PnCs). La amalgama de PnCs defectuosos con materiales piezoeléctricos ha abierto nuevas vías para innovaciones conceptuales que atienden a recolectores de energía, filtros de ondas y receptores ultrasónicos. Un reciente alejamiento de este paradigma convencional implica el diseño de un actuador ultrasónico que excita ondas elásticas. Sin embargo, los esfuerzos previos se han centrado principalmente en escenarios de un solo defecto para la excitación de ondas de flexión. Para empujar los límites, esta investigación da un paso adelante al extender el diseño de PnC para incluir dobles defectos piezoeléctricos. Este avance permite que los actuadores ultrasónicos operen de manera efectiva en múltiples frecuencias. Un modelo analítico originalmente desarrollado para una situación de un solo defecto a través de la teoría de vigas Euler-Bernoulli se adapta para encajar dentro del marco de una configuración de doble defecto, prediciendo el rendimiento de excitación de ondas. Además, se lleva a cabo un estudio exhaustivo para analizar cómo los cambios en las configuraciones de voltaje de entrada impactan en las respuestas de salida. El objetivo final es crear transductores ultrasónicos que podrían tener aplicaciones prácticas en pruebas no destructivas para monitorear la salud estructural y en imágenes ultrasónicas con fines médicos.