Investigación Experimental de la Propagación de Ondas Elásticas a Granel en el Volumen de Metamateriales
Autores: Korobov, Aleksandr; Shirgina, Natalia; Kokshaiskii, Aleksey; Odina, Natalia; Volodarskii, Aleksandr
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Experimental de la Propagación de Ondas Elásticas a Granel en el Volumen de Metamateriales
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Estudios experimentales
Ondas ultrasónicas
Metamaterial
Cristales fonónicos
Características de amplitud-frecuencia
Huecos de banda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta los resultados de estudios experimentales sobre la propagación de ondas ultrasónicas longitudinales y transversales a través de un metamaterial, un material compuesto basado en una matriz polimérica con elementos cilíndricos dispuestos periódicamente. Estas estructuras son conocidas como cristales fonónicos. Se midieron las características de amplitud-frecuencia para cristales fonónicos con elementos cilíndricos de aire y metal, tanto para ondas longitudinales (en el rango de frecuencia de 1.5 a 3 MHz) como para ondas transversales (en el rango de 0.2 a 1.2 MHz). Se demostró experimentalmente una disminución doble en la amplitud de la onda ultrasónica longitudinal transmitida en la banda de paso centrada en 1.87 MHz durante la rotación del cristal fonónico. También se encontró que el ángulo de polarización de la onda ultrasónica transversal influye en la localización de los huecos de banda y las bandas de paso. Los huecos de banda, caracterizados por mínimos de amplitud cerca de 240 kHz, 290 kHz y 830 kHz y observados para ondas polarizadas paralelas al eje del cristal, son reemplazados por bandas de paso cuando la onda está polarizada perpendicularmente. Estos resultados sugieren el potencial para desarrollar filtros de frecuencia ultrasónica análogos ajustables por el ángulo de rotación.
Descripción
Este artículo presenta los resultados de estudios experimentales sobre la propagación de ondas ultrasónicas longitudinales y transversales a través de un metamaterial, un material compuesto basado en una matriz polimérica con elementos cilíndricos dispuestos periódicamente. Estas estructuras son conocidas como cristales fonónicos. Se midieron las características de amplitud-frecuencia para cristales fonónicos con elementos cilíndricos de aire y metal, tanto para ondas longitudinales (en el rango de frecuencia de 1.5 a 3 MHz) como para ondas transversales (en el rango de 0.2 a 1.2 MHz). Se demostró experimentalmente una disminución doble en la amplitud de la onda ultrasónica longitudinal transmitida en la banda de paso centrada en 1.87 MHz durante la rotación del cristal fonónico. También se encontró que el ángulo de polarización de la onda ultrasónica transversal influye en la localización de los huecos de banda y las bandas de paso. Los huecos de banda, caracterizados por mínimos de amplitud cerca de 240 kHz, 290 kHz y 830 kHz y observados para ondas polarizadas paralelas al eje del cristal, son reemplazados por bandas de paso cuando la onda está polarizada perpendicularmente. Estos resultados sugieren el potencial para desarrollar filtros de frecuencia ultrasónica análogos ajustables por el ángulo de rotación.