MARC

 008260203s2023        us                              c    eng  d
■001000017366009
■00520260209102913
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798265405746
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32316183
■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech72730
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621
■1001  ▼aFang,  Lezheng.
■24510▼aAnalysis  and  Experimental  Investigation  of  Wave  Propagation  and  Energy  Transfer  in  Mechanical  Rotator  Metamaterials
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a195  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Leamy,  Michael.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2023.
■520    ▼aResearch  in  the  field  of  periodic  structures  and  acoustic/elastic  metamaterials  is  dedicated  to  comprehending  and  manipulating  the  propagation  of  waves  and  energy  transfer  in  engineered  materials  characterized  by  periodic  arrangements  of  unit  cells.  This  organized  arrangement  governs  wave  behavior,  imparting  dispersive  characteristics  and  frequency  band  structures,  thereby  inspiring  the  development  of  innovative  devices  and  applications  with  improved  functionalities,  including  wave  filtering,  acoustic  cloaking,  energy  harvesting,  and  vibration  isolation.  Nonlinear  periodic  structures  further  advance  this  research  by  incorporating  geometric  or  material  nonlinearity,  resulting  in  a  wide  range  of  amplitude-dependent  wave  phenomena,  such  as  dispersion  shifting,  frequency  conversion,  and  nonreciprocal  energy  transfer.  This  dissertation  explores  these  diverse  phenomena  and  interactions  in  nonlinear  periodic  structures  through  a  comprehensive  approach  encompassing  analytical,  computational,  and  experimental  methods.  The  research  commences  with  an  investigation  of  the  nonreciprocal  impulse  response  in  an  elastically  linked,  nonlinear,  inplane  rotator  unit  cell,  demonstrating  an  effective  approach  for  achieving  passive  targeted  energy  transfer.  Building  upon  the  rotational  geometry's  rich  dynamics,  two  types  of  rotator  lattices  are  designed,  showcasing  significantly  different  dispersion  characteristics  resulting  from  subtle  differences  in  coupling  locations.  This  leads  to  amplitude-dependent  negative  refraction  at  the  interface  between  these  lattices.  The  dissertation  further  delves  into  the  morphing  of  the  dispersion  relationship  through  rotational  geometry,  yielding  a  stretchable  rotator  lattice  capable  of  extreme  acoustoelastic  effects  for  reconfigurable  directivity,  refraction  steering,  on-demand  signal  time  delay,  and  parametric  amplification.  Additionally,  closed-form  perturbation  analyses  are  introduced  for  two  specific  cases:  nonlinear  evanescent  waves  and  nonlinear  transmission  at  the  interface  of  linear-nonlinear  periodic  structures.  The  study  of  nonlinear  evanescent  waves  unveils  spatially  varying  attenuation  in  the  nonlinear  evanescent  field  and  predicts  an  amplitude  saturation  effect  in  the  presence  of  softening  nonlinearity.  The  interface  study  extends  the  analysis  to  higher  orders,  revealing  amplitude-dependent  self-interaction  patterns  in  the  transmitted  nonlinear  waves,  where  the  fundamental  frequency  exchanges  energy  with  generated  higher  harmonics  in  space.  The  analytical  findings  are  verified  through  numerical  simulations  and/or  experimental  demonstrations.  This  dissertation  provides  valuable  insights  into  nonlinear  wave  dynamics  and  periodic  structure  designs,  offering  a  pathway  for  next-generation  wave-based  devices  with  potential  applications  in  targeted  energy  transfer,  elastic/acoustic  imaging,  and  reconfigurable  wave  guiding  and  filtering.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aParameter  identification
■690    ▼a0791
■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17366009▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books