Geri Dön

Phononic band gaps in two-dimensional periodic structures with inertial amplification mechanisms

Atalet artırımı yöntemiyle fonon bant aralıkları gösteren düzlemsel periyodik yapıların tasarımı ve analizi

  1. Tez No: 325603
  2. Yazar: GİZEM DİLBER
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÇETİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Bu tezde atalet artırım mekanizmalarıyla oluşturulmuş iki boyutlu periyodik bir yapı tasarlanmıştır. Bu yapının düşük frekanslarda derin ve geniş fonon bant aralığı göstermesi adına eniyileme çalışması yapılmıştır. Dalga iletiminin engellenmesi ve sonuç olarak mekanik titreşimlerin sönümlenmesi amaçlanmıştır. Literatürde bant aralığı elde etmek için genellikle Bragg saçılımı ve rezonans saçılımı yöntemleri kullanılmıştır. Bu çalışmada, bu yöntemlere alternatif olarak atalet artırım yöntemi kullanılmıştır. Farklı atalet artırım mekanizmaları incelenmiştir. Daha sonra, iki boyutlu periyodik yapının oluşturulmasında seçilen atalet artırım mekanizmasına eşdeğer olan tek boyutlu dağıtık parametreli model kullanılmıştır. Tek boyutlu modelin ilk iki doğal frekansı analitik olarak bulunmuştur. Bu model, ilk iki doğal frekansı arasında bant aralığı gösterecek şekilde tasarlanmıştır. Fakat, doğal frekansları daha doğru bir şekilde hesaplamak ve modelin eniyilemesini yapabilmek için, sonlu elemanlar analizi uygulanmıştır. İki boyutlu periyodik yapı, iki farklı tek boyutlu birim modelin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Bu modellerin, iki boyutlu yapıda, düşük frekanslarda derin ve geniş bant aralığı elde edilecek şekilde eniyilemesi yapılmıştır. Tek boyutlu birim modellerin ve iki boyutlu yapının prototipleri üretilmiştir, ve bu yapıların frekans cevapları deneysel modal analiz ile bulunmuştur. Deneysel ve nümerik frekans cevapları sonuçları tutarlı bulunmuştur, dolayısıyla iki boyutlu yapının geniş ve derin bir bant aralığının olduğu doğrulanmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, a 2D periodic structure equipped with inertial amplification mechanisms is designed. The structure is optimized to obtain a wide and deep phononic band gap in low frequency ranges. The aim is to prevent wave propagation, hence suppress mechanical vibrations. In the literature, there are two common ways to generate band gaps, Bragg scattering and resonance scattering. Alternative to these methods, inertial amplification method is used in this study. Different types of inertial amplification mechanisms are discussed. Then, a 1D distributed parameter model, which is equivalent to the proposed inertial amplification mechanism, is used to construct the 2D periodic structure. First two natural frequencies of the 1D model are found analytically. The model is designed to have a band gap between these two natural frequencies. Yet, in order to calculate the frequencies more accurately and easily optimize the model, Finite Element Analysis is conducted on the model. The 2D periodic structure is composed of two different 1D unit models. These models are optimized so that the 2D structure has a wide and deep band gap at low frequencies. Prototypes of the two 1D unit models and the 2D structure are produced, and frequency responses of them are obtained by experimental modal analysis. The experimental and numerical frequency response results match quite well, which validate that the 2D structure has a wide and deep band gap.

Benzer Tezler

  1. Ultrawide stop band in a 3D elastic metamaterial with inertial amplification mechanisms having cross flexure hinges

    Çapraz esnek mafsala sahip atalet artırım mekanizmalarıyla 3 boyutlu elastik metamalzemelerde ultra geniş durdurma bandı

    SEDEF NİSAN OTLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. ÇETİN YILMAZ

  2. Design and analysis of three-dimensional phononic band gap structures with embedded inertial amplification mechanisms

    Atalet artırım mekanizması gömülü üç boyutlu fonon bant aralığı yapılarının tasarımı ve incelenmesi

    SEMİH TANIKER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇETİN YILMAZ

  3. Photonic crystal engineering for light manipulation: Low symmetry, index gradient and parity-time symmetry

    Fotonik kristal mühendisliği ile ışığın kontrolü: Düşük simetri, derecelendirilmiş kırılma indisi ve parite zaman simetrisi

    MİRBEKK TURDUEV

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAMZA KURT

  4. Analysis of wave propagation characteristics and design methods in two dimensional photonic bandgap structures

    İki boyutlu fotonik bant durduran yapılarda dalga analizi ve tasarım yöntemleri

    ONUR ERKAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERKAN ŞİMŞEK

  5. Yarı-fraktal ferroelektrik metamateryallerde fononik bant yapıları ve dalga yayılımı

    Phononic band structures and wave propagation in semi-fractal ferroelectric metamaterials

    FARUK DEMİRCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHarran Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORAL OLTULU