Wavefields and band-gaps in layered quasi-periodical composites

Authors

  • Fomenko S.I. Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation

UDC

539.3

Abstract

Elastic wave propagation in periodically layered composites is under investigation. Wave motion is excited by an incident plane P- or SV- wave. Wavefield is constructed via T-matrix method including explicit singular values of T-matrix. The dependencies of band-gap on layer's thicknesses, type of incident wave and angle of incidence are shown.

Keywords:

elastic waves, phononic crystal, Т-matrix, stop-band, low transmission pass-band

Acknowledgement

Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (№12–01–33011 мол-вед-а и № 13-01-96520 р_юг_а), а также в рамках проекта ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 гг. (14.B37.21.0387).

Author Info

Sergey I. Fomenko

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Института математики, механики и информатики Кубанского государственного университета

e-mail: sfom@yandex.ru

References

  1. Kushwaha M.S., Halevi P., Dobrzynski L., Djafari-Rouhani B. Acoustic band structure of periodic elastic composites // Physics Review Letters, 1993. Vol. 71. P. 2022-2025.
  2. Bilal O.R., Hussein M.I. Ultrawide phononic band gap for combined in-plane and out-of-plane waves // Physical Review E, 2011. Vol. 84. P. 065701.
  3. Matar O.B., Robillard J.F., Vasseur J.O. et al. Band gap tunability of magneto-elastic phononic crystal // J. of Appl. Physics, 2012. Vol. 111. No. 5. P. 054901.
  4. Swinteck N., Bringuier S., Robillard J.-F. et al. Phase-control in two-dimensional phononic crystals // J. of Applied Physics, 2011. Vol. 110. No. 7. P. 074507.
  5. Goffaux C., Vigneron J.P. Theoretical study of a tunable phononic band gap system // Physical Review B, 2001. Vol. 64. P. 075118.
  6. Yeh J.Y., Chen L.W. Wave propagations of a periodic sandwich beam by FEM and the transfer matrix method // Composite Structures, 2006. Vol. 73. P. 53-60.
  7. Cao Y.J., Hou Z.L., Liu Y.Y. Finite difference time domain method for band gap calculations of two-dimensional phononic crystals // Solid State Communications, 2004. Vol. 132. P. 539-543.
  8. Golub M.V., Zhang Ch., Wang Y.-S. SH-wave propagation and resonance phenomena in a periodically layered composite structure with a crack // J. of Sound and Vibration, 2011. Vol. 330. No. 13. P. 3141-3154.
  9. Liu Y., Gao L.T. Explicit dynamic finite element method for band-structure calculations of 2D phononic crystals // Solid State Communications, 2007. Vol. 144. P. 89-93.
  10. Бабешко В.А., Глушков Е.В., Зинченко Ж.Ф. Динамика неоднородных линейно-упругих сред. M.: Наука, 1989. 344 с.
  11. Глушков Е.В., Глушкова Н.В., Еремин А.А., Михаськив В.В. Метод слоистых элементов в динамической теории упругости // Прикладная математика и механика, 2009. Т. 73. №4. C. 622-634.
  12. Глушков Е.В., Глушкова Н.В., Фоменко С.И., Жанг Ч. Поверхностные волны в материалах с функционально-градиентными покрытиями // Акустический журнал, 2012. Т. 58. №2. С. 370–385.
  13. Golub M.V., Fomenko S.I., Bui T. Q. et al. Transmission and band gaps of elastic SH waves in functionally graded periodic laminates // Int. J. of Solids and Structures, 2012. Vol. 49. No. 2. P. 344-354.
  14. Aki K., Richards P.G. Quantitative Seismology. University Science Books, 2002. P. 704.
  15. Castanier M.P., Pierre C. Lyapunov exponents and localization phenomena in multi-coupled nearly periodic systems // J.l of Sound and Vibration, 1995. Vol. 183. No. 3. P. 493-515.

Downloads

Issue

2013. No. 4. Part 1

Pages

120-126

Submitted

2013-09-30

Published

2013-12-30

How to Cite

Fomenko S.I. Wavefields and band-gaps in layered quasi-periodical composites. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2013, no. 4, pp. 120-126. (In Russian)

Copyright (c) 2013 Fomenko S.I.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.