Investigação dos defeitos em cristais fonônicos uni e bidimensionais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Victor Gustavo Ramos Costa dos, 1994-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642069
Resumo: Orientador: José Maria Campos Dos Santos
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Esse conceito foi apresentado inicialmente em estudos envolvendo a teoria eletrônica de bandas no domínio da fotônica e só depois implementado em aplicações mecânicas. Mais recentemente, pesquisas sobre alterações em estruturas periódicas ou quasi-periódicas demonstraram uma oportunidade de investigação sobre os modos topológicos, bem como os modos de defeito. Este trabalho restringe-se à investigação dos modos de defeito, aqui sendo caracterizado a partir da quebra da periodicidade do cristal fonônico. O sistema da estrutura mostra-se sensível às alterações da periodicidade. Portanto, pode-se encontrar tanto modos isolados onde a vibração é concentrada, como variações nos níveis de atenuação das ondas. Assim, será investigada a influência da alteração dos parâmetros da geometria e dos materiais constituintes de apenas uma célula unitária formadora dos cristais fonônicos, ou seja, trata-se da inserção de uma célula defeituosa na estrutura unidimensional. Para os cristais fonônicos bidimensionais (modelados pela inclusão de espalhadores cilíndricos de Al2O3 em uma matriz de resina epóxi), o defeito será criado a partir da remoção de algumas inclusões. As análises computacionais serão realizadas utilizando o Método do Elemento Espectral (SEM), para os cristais fonônicos unidimensionais e o Método de Expansão em Ondas Planas (PWE), para os casos bidimensionaisAbstract: The propagation of elastic waves in a structure is directly related to the mechanical properties of the materials and its constituent geometry. It is known that periodic structures have particular characteristics, especially when it comes to the issue of wave propagation. For example, it is possible to create frequency bands where wave propagation does not occur, this phenomenon being called prohibited band, better known by the expression in English \textit{band gap}. This concept was initially presented in studies involving electronic band theory in the field of photonics and only later implemented in mechanical applications. More recently, research on changes in periodic or quasi-periodic structures has demonstrated an opportunity for investigation into topological modes as well as defect modes. This work is restricted to the investigation of defect modes, here it is characterized by breaking the periodicity of the phononic crystal. The structure system is sensitive to changes in periodicity. Therefore, one can find both isolated modes where the vibration is concentrated, and variations in the levels of attenuation of the waves. Thus, the influence of changing the parameters of the geometry and of the constituent materials of only one unitary cell forming phononic crystals will be investigated, that is, it is the insertion of a defective cell in the one-dimensional structure. For two-dimensional phononic crystals (modeled by the inclusion of Al2O3 cylindrical scatteres in an epoxy resin matrix), the defect will be created by removing some inclusions. The computational analyzes will be performed using the Spectral Element Method (SEM), for one-dimensional phononic crystals and the Plane Wave Expansion Method (PWE), for two-dimensional casesMestradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoMestre em Engenharia MecânicaCNPQ130643/2019-0[s.n.]Santos, José Maria Campos dos, 1953-Arruda, José Roberto de FrançaOliveira, Leopoldo Pisanelli Rodrigues deUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSantos, Victor Gustavo Ramos Costa dos, 1994-20202020-09-17T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (74 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642069SANTOS, Victor Gustavo Ramos Costa dos. Investigação dos defeitos em cristais fonônicos uni e bidimensionais. 2020. 1 recurso online (74 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642069. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1167255Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-09-21T16:04:32Zoai::1167255Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-09-21T16:04:32Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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