Bir merkez üssünden, depremler, patlamalar ve diğer insan faaliyetlerinden kaynaklanan yüzey dalgaları yayılabilir ve hasara neden olabilir. Bu tür dalgalar zarar ve yıkımdan kaçınmak için kontrol edilebilir. Yüzey dalgası filtreleme ve modifikasyonu, giderek daha düşük ölçeklerde küçük elektrikli cihazlarda istenen özellikleri üretebilir.
Penn State Mühendislik Fakültesi’nden araştırmacılar şimdi yüzey dalgalarını düzenleyen, meta yüzeyler olarak adlandırılan ayarlanabilir özelliklere sahip üretilmiş, desenli tabakalar oluşturdular. Bunu, topoloji optimizasyon yöntemi (TOM) olarak bilinen taktiksel bir tasarım stratejisi kullanarak yaptılar. Mühendislik bilimi ve mekanik profesörü Parisa Shokouhi liderliğindeki ekip, bulgularını JASA Express Letters’da bildirdi.
Shokouhi, “multidisipliner ekibimiz, levha dalgalarının belirli bir yere yayılmasını önlemek için rezonanslı veya titreşimli yapılardan oluşan bir meta yüzey bariyeri tasarladı” dedi.
Yüzey dalgaları uzun menzillidir ve fazla enerji kaybetmeden uzun bir mesafe kat edebilirler, ancak meta yüzey bariyerinin rezonans yapıları onları durdurabilir.
Shokouhi’ye göre, “yönlendirilmiş dalgaların kontrolü, elektronikte, tahribatsız değerlendirmede ve boru hatlarını incelemek gibi yapısal sağlık izlemede kullanılan yüzey akustik dalga cihazlarından sismik bariyerlere kadar uzunluk ölçeklerinde uygulamalara sahiptir.
Bu bariyerin rezonans elemanları, bir alüminyum plaka boyunca hareket eden yüzey dalgalarının önceden belirlenmiş hedef frekansına karşılık gelen belirli bir frekansa ayarlanır. Shokouhi, araştırmacıların tasarım tekniklerini bir topoloji optimizasyonu sorunu olarak formüle etmek için TOM kullandıklarını belirtiyor. Topoloji optimizasyon yöntemi, belirli bir frekans etrafında bir bant aralığı (yayılmanın olmadığı bir bölge) oluşturmak amacıyla, belirtilen rezonans ve antirezonans özelliklerine sahip olacak şekilde uygun şekilde biçimlendirilmiş rezonatörleri otomatik olarak oluşturur. Shokouhi’ye göre sonuç olarak, yerel olarak rezonanslı elastodinamik meta yüzeyler oluşturuluyor.
“Bu araştırmada, metodolojinin meta yüzeyler için Lamb dalgasını bastıran Lamb rezonatörleri geliştirmek için kullanılabileceğini gösteriyoruz. Ancak frekans aralığı ne olursa olsun, bu teknik farklı türde yönlendirilmiş dalgaları yönetebilen rezonanslı meta yüzeyler oluşturmak için kullanılabilir” diyen Shokouhi, 1980’lerde yapısal tasarım sorunlarını ele almak için oluşturulan TOM’un ilk kez bu şekilde kullanıldığını belirtti. Bu metodik tasarım tekniği, akustik gibi diğer bağlamlarda dalga yönetimi için potansiyel bir strateji sunarak daha geniş bir şekilde kullanılabilir.
Kaynak: techxplore
