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Conclusión de los cristales de Sonic

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Vídeo 6

Bienvenidos a la última conferencia de la serie sobre Materiales Acústicos y Metamateriales. Así que, en este curso completo hemos cubierto una gran cantidad de temas que vienen desde la introducción a los conceptos en acústica, algunos otros conceptos avanzados en acústica y luego proceder con la discusión sobre los materiales acústicos tradicionales tales como los amortiguadores de sonido porosos, las barreras, los cerramientos, los resonadores de Helmholtz, los absorbentes de paneles micro perforados y así sucesivamente y, finalmente, comenzamos con la discusión sobre los nuevos materiales diseñados como los metamateriales, que ahora se utilizan con fines acústicos.
Y hemos estudiado dos metamateriales particulares; uno era el metamateriales acústico tipo membrana y el segundo fueron los cristales sonoros y esta última semana hemos estado discutiendo sobre los cristales sonoros. Así que, en esta última y conclusiva conferencia de este curso, voy a discutir algunas cosas más sobre el cristal sónico.
(Consulte la hora de la diapositiva: 01:27)

Por lo tanto, en particular voy a empezar a discutir sobre los diversos factores que están afectando la brecha de la banda de los cristales sónicos. Entonces, ¿cómo los diversos factores que afectan a la brecha de la banda, entonces vamos a discutir algún concepto llamado bandas de defectos y luego sólo discusión, una breve discusión sobre cuáles son las aplicaciones de los cristales sonoros y entonces sólo voy a dar algunos consejos y directrices sobre la selección de material y voy a concluir mis conferencias con un voto de agradecimiento.
Entonces, ¿cuáles son los factores que afectan la brecha de banda de cristal sónico? Así que, lejos hemos estudiado cómo funciona un cristal sonoro, utiliza dos tipos diferentes de un principio. Primero es el principio del teorema de Bloch, donde se genera una onda periódica dentro de una estructura periódica y la periodicidad.
La periodicidad espacial o el λ de la onda es el mismo que la constante de celosía de esa estructura periódica o la duración de la periodicidad. Entonces, ¿en ese caso qué sucede cuando se generan tales ondas periódicas? Todas estas ondas son siempre cuantizadas y hay una brecha de frecuencia entre una onda; un modo a otro modo.
Así que, siempre las ondas son cuantizadas y no continuas y es por eso que a ciertas veces sucede que cuando estamos midiendo esta propagación de ondas a través de la zona de Brillouin irreductible y tratando de ver cómo se propaga la onda y, porque todas las frecuencias son discretas para cada modo, entonces en ciertas brechas de frecuencia o bandas no obtendremos propagación de ondas a lo largo de todo el cristal o a lo largo de toda la zona de Brillouin.
Por lo tanto, a los que se llaman como las brechas de la banda y el otro principio fue a veces se crea una resonancia local y durante ese tiempo por lo general, es el, el otro principio es similar al principio de un metamaterial acústico típico. Por lo tanto, a ciertas frecuencias el módulo de masa efectivo del depurador sonoro, alcanza un valor negativo y en eso de repente cuando B se vuelve negativo entonces el vector k se vuelve imaginario, por lo tanto, no se produce propagación de ondas espaciales.

(Consulte la hora de la diapositiva: 03:37)

Entonces, ¿ahora qué factores afectan las brechas de la banda? Por lo tanto, si usted varía el tamaño y la geometría de la célula de la unidad primitiva de los cristales sonoros, entonces el rango de frecuencia sobre el cual el módulo efectivo y la densidad efectivos se vuelven negativos puede ser sintonizado.
Por lo tanto, a medida que sigue cambiando el tamaño de la célula de la unidad, la geometría de la célula de la unidad y así sucesivamente, puede seguir cambiando las bandas de frecuencia sobre las que no está obteniendo una propagación de ondas de sonido.
Por lo tanto, esto es como un metamaterial acústico tipo membrana, obtenemos otro metamaterial acústico sintonizable. Por lo tanto, el control de ruido se puede ajustar cambiando estos factores, dentro del material. Del mismo modo, el mismo factor que es el tamaño en la geometría de la célula de la unidad primitiva junto con lo que es el arreglo como, qué es el tipo de sistema de red. Determinarán cuál será la onda de bloque que se forma y de ahí, cuáles serán las brechas de banda generadas.
Por lo tanto, ahora podemos enumerar los factores individuales que, los factores individuales que determinan cómo la forma y el tamaño de la célula de la unidad y el sistema de celosía cambia. Entonces, ¿cuáles son estos factores?

(Consulte la hora de la diapositiva: 04:53)

Estos son el tamaño de los scatterers sónicos. Entonces, esta también puede ser la variable d déjenos decir, o sea el grosor, el grosor de la depuradora sónica o si es un escatador esférico, así que, digamos si es un, es un cilindro. Por lo tanto, la sección transversal, si es un cristal sónico de 2 D y la sección transversal es cilíndrica y es de cilindro en la naturaleza en la sección transversal será circular. De la misma manera si tienes en una dimensión 3 tienes un escatador sonoro esférico, por lo que en ese caso el diámetro; así que, este es el símbolo o simplemente lo escribe así. Por lo tanto, usted puede decir lo que es el espesor o en otras palabras cuál es el diámetro de la depuradora que estamos usando. Por lo tanto, esa será la primera variable. Entonces, cuál es la geometría del escatador que significa efectivamente en la dirección de la periodicidad o en la dirección de la periodicidad, cuál es la sección transversal como, cuál es la sección transversal del escatador, es circular en la naturaleza, es es rectangular, es triangular, y así sucesivamente.
Entonces también depende de la constante de celosía. Por lo tanto, sabemos que el espesor de los sonics, el diámetro del escatador sonoro es una variable, entonces tenemos la constante de celosía que determina el espaciado entre el depurador. Por lo tanto, es la distancia entre dos centros adyacentes del escatador sónico. Entonces, efectivamente, ¿cuál es el espaciado entre el escatador sonoro y luego la fracción de llenado? Ahora si; obviamente, si un, si el diámetro y la constante de celosía está cambiando.

Por lo tanto, si el diámetro es déjennos decir denotado por una variable d y la constante de la red por la variable a, típicamente entonces si un y d cambio entonces obviamente, la fracción de relleno cambiará o si el radio y el radio que es r y el enrejado constante un cambio entonces obviamente, la fracción de llenado va a cambiar.
Por lo tanto, en ese caso el parámetro más importante es esta fracción de llenado y estos dos son en realidad este y este que juntos determinan cuál será la fracción de relleno como.
Por lo tanto, cambia porque la fracción de llenado cambia. Del mismo modo, también cambia dependiendo del tipo de arreglo que utilices, ya sea que utilices un empaque cuadrado, o empaquetadura hexagonal y así sucesivamente y luego también depende; por lo que, un factor nuevo es que también depende de la presencia y la distribución de defectos dentro del sistema de celosía.
Entonces, ¿qué quiere decir por defecto aquí? Así que, aquí en este curso el defecto significa que digamos que tenemos este sistema de celosía en particular, este es el punto de celosía y este es el arreglo de celosía y así sucesivamente. Por lo tanto, es una matriz infinita como esta nos deja decir y en cada punto de celosía tenemos una depuradora colocada, pero digamos que una dispersión no ha sido colocada en uno de los puntos de celosía, entonces esto puede ser llamado como un defecto de punto.
Entonces, aquí lo que tienes? Significa que falta un depurador en el arreglo de entramado.
Por lo tanto, digamos si una de ellas, también puede ser así, la brecha de la banda también dependerá de este scatterrer que falta. Por lo tanto, si alguno de estos catadores se elimina del arreglo de red, entonces ¿cómo será eficaz la brecha de banda? Vamos a estudiar sobre esto en las diapositivas consecutivas. Por lo tanto, estos son los factores individuales.

(Consulte la hora de la diapositiva: 09:07)

Por lo tanto, digamos que voy a hablar aquí sobre un documento que fue de Wu. et al. en 2009, fue un pionero trabajo pionero que trata de cómo cambia la brecha de la banda cuando se introduce un defecto y cómo cambia la brecha de la banda con el aumento de las fracciones de relleno. Por lo tanto, aquí se han estudiado dos factores diferentes.
Por lo tanto, el tipo de célula de unidad es este; por lo que; obviamente, esto se repetirá y se puede crear una matriz infinita o se puede crear una matriz muy grande y hay un efecto de punto en la red de 5 × 5 cuadrados. Así pues, se ha dado efecto de punto en celosía de 5 × 5 cuadrados. Por lo tanto, este centro particular o scatterrer sónico falta. Entonces han medido es que mantuvieron el r0 que es el mantenido el radio de los scatterers sónicos y lo que eran estos scatterers sónicos es un cristal sónico de 2 D que estaba compuesto de cilindros de metacrilato de polimetilo en una matriz cuadrada incrustada en un fondo de aire.
Así, el medio fluido era aire y en el aire se hacían los arreglos de estos cilindros de metacrilato de polimetilo y tenían una sección transversal circular. Por lo tanto, este radio de la sección transversal del depurador es r0 y a0 siendo la constante de celosía o la distancia entre los centros de dos depuradores adyacentes. Por lo tanto, esto es un entramado cuadrado. Por lo tanto, esto es a0 que esto significa, esto también será a0.

(Hora de la diapositiva: 10:37)

Por lo tanto, r0se mantuvo fijo y; obviamente, si r0 se mantiene fijo la fracción de llenado para dicho sistema de red se da por:

Π (r0 a0) 2

Por lo tanto, ya hemos derivado esta expresión en la primera conferencia sobre cristales sónicos. Así que, cuando estaba discutiendo con usted, cómo se entiende por fracción de llenado y luego de lo que era la expresión para la fracción de relleno de una celosía cuadrada y un entramado hexagonal.
Por lo tanto, esta es la expresión de un entramado cuadrado; 2 D cuadrado de celosía, que es

Π (r a) 2

Así que; obviamente, si r se mantiene constante, entonces a tiene que ser variado si se quiere estudiar el efecto de la fracción de relleno. Así, el realizado una serie de test donde r se mantuvo constante el sónico el material del escatador y el material del scatter y el fondo todo lo demás se mantuvo constante, solo este a0 fue variado para conseguir diferentes fracciones de llenado.
Así que, a un 40% de fracción de relleno lo que conseguimos es; si ves en este diagrama de banda en concreto ¿cuál será el que es el hueco de la banda? Por lo tanto, aquí esta es la banda sobre la cual no hay propagación de ondas. Entonces, ¿cómo se obtiene la brecha de banda, simplemente hay que encontrar esa zona donde no tienes líneas en absoluto. Por lo tanto, la zona horizontal donde no hay líneas en absoluto.

Así que, será esta zona, esta pequeña zona es la brecha de la banda.
(Hora de la diapositiva: 12:07)

Luego se mantuvo la misma configuración y solo la fracción de relleno se incrementó ahora al 50 por ciento. Por lo tanto, para ese a0 fue variado, a0 se redujo. Así que, ahora, obtienes un hueco de banda mucho más amplio. Por lo tanto, usted lo que ve aquí es que usted está recibiendo dos brechas individuales de la banda y hay sólo una línea entre las dos brechas de la banda.
Del mismo modo, cuando aumenta aún más la fracción de relleno, se obtiene una brecha de banda aún más amplia aquí y otra brecha de banda aquí y una tercera y justo entre todas estas brechas de banda ancha, solo tienes una sola línea. Así que, esta fue una observación peculiar y una vez, exploraron más allá que encontraron era que esta línea única que es final que está llegando entre estas brechas de banda ancha se debe al defecto del punto.
Si no hay defecto de punto tendrá toda esta brecha de banda será juntos. Por lo tanto, obtendrás esta brecha de banda completa aquí, cuando no había ningún defecto de punto. Del mismo modo, en caso de defecto de punto usted conseguirá toda esta brecha de banda la línea está viniendo sólo debido al defecto del punto que es lo que ellos han encontrado aquí también.

(Consulte la hora de la diapositiva: 13:19)

Por lo tanto, las diversas observaciones hechas en las conclusiones hechas a partir del trabajo fue que, si usted mantiene todos los otros factores constantes y usted varía la fracción de llenado entonces una fracción de llenado más grande conduce a una brecha de banda más amplia.
Por lo tanto, generalmente la brecha de la banda ocurre alrededor de la misma región. Así que, como se puede ver, está ocurriendo alrededor de la misma región típicamente, alrededor de la misma región que está comenzando desde las mismas regiones. Así que, en algún lugar entre 3500 a, por lo que en algún lugar entre 3000 hertz a 5000 hercios dentro de esa misma zona, estamos consiguiendo la brecha de la banda. Por lo tanto, la frecuencia y la única diferencia es que de estrecho es cada vez más amplio.
Por lo tanto, se obtiene una banda mucho más amplia y luego las líneas simples que se obtienen en el medio que se debió al defecto se llamó como una banda de defectos. Así, estas son las bandas de frecuencia, que corresponden al defecto en los cristales. Así que, como vimos aquí en un cristal de 5 × 5 un punto de celosía faltaba o faltaba un carroñero que estaba creando un defecto y por lo tanto, obtenemos una sola línea de frecuencia, que es una banda de defectos, que existe dentro de la brecha de banda absoluta y, debido a esto lo que significa que las ondas acústicas se propagarán a través de estas bandas de defectos.
Por lo tanto, sort of the, está bifurcando la brecha de banda absoluta. Ahora, la frecuencia de esta banda de defecto también se llama como la frecuencia resonante. Por lo tanto, las ondas acústicas deben ser localizadas.

(Consulte la hora de la diapositiva: 14:41)

Entonces, lo que pasa es que también se ha encontrado que cuando el defecto ocurre por lo que se hizo un estudio de simulación, se hizo un estudio de elementos finitos para averiguar cuál es la distribución del campo de presión en este tipo particular de matriz de cristal sónico.
(Hora de la diapositiva: 15:01)

Así que, aquí como ves la misma matriz de cristal sonoro es su 5 × 5 y un defecto de punto en el centro. Por lo tanto, la onda que fue simulada y lo que se encuentra es que cuando el frente de onda es incidente y pasa a través de esta estructura, entonces algunas ondas localizadas se crean alrededor del defecto del punto. Por lo tanto, las ondas acústicas que están localizadas en la cavidad o en el punto de defectos de punto.
Así, cada vez que hay una pequeña brecha un defecto de punto o una cavidad entonces las ondas se localizan que se llama como el fenómeno de la resonancia local. Por lo tanto, lo que significa que en comparación con las ondas locales en comparación con los otros frentes de onda dentro del cristal esta onda en particular tendrá una presión mucho mayor. Así que, de repente, como un frente de onda está pasando a través de que digamos que está pasando a través de esta dirección y saliendo de repente en la estructura periódica en un cierto punto, la presión aumentará será una especie de resonancia local creada en esta cavidad en particular.
Y es por eso que la frecuencia que corresponde a esta banda de defectos es la frecuencia de resonancia, porque es esa frecuencia donde de repente está sucediendo una resonancia y algunas ondas están siendo localizadas obtenemos ondas de alta presión cerca de alrededor en este punto defectos; sin embargo, no se propaga a través de afuera.
Por lo tanto, no afecta al control general del ruido, pero lo que significa es que se bifurcará la brecha general de la banda. Por lo tanto, esto se llama como la frecuencia de resonancia. Así que, vamos a ver aquí, ¿cuál es la frecuencia de resonancia para este? (Consultar Tiempo de Slide: 16:49)

Así que, usted ve esto se convierte en la frecuencia de resonancia. Por lo tanto, si este fuera el conjunto de esta banda absoluta, una pequeña línea que entra entre la banda absoluta corresponde a la frecuencia de resonancia o a la frecuencia con la que el defecto las ondas de presión se están localizando en los defectos.
(Consulte la hora de la diapositiva: 17:11)

Del mismo modo, aquí esta fue la banda absoluta y dentro de esta brecha de banda absoluta, se obtiene una sola frecuencia aquí. Así, esto se convierte en la frecuencia de resonancia. Así, aquí la frecuencia de resonancia era de alrededor de 4 kilos Hertz, aquí está alrededor de 4,5 kilo Hertz. Por lo tanto, esto es sólo un valor promedio de las frecuencias resonantes cambiando ligeramente sobre el vector k.
De manera similar, aquí tienes una frecuencia resonante aquí y luego hay otra banda. Por lo tanto, usted obtiene una segunda frecuencia de resonancia en algún lugar alrededor de aquí.

(Consulte la hora de la diapositiva: 17:47)

Pero aquí no se ha tenido en cuenta la segunda frecuencia de resonancia, porque se encontró que el efecto general de esto en el frente de onda de presión era mínimo o insignificante.
Por lo tanto, fue sólo esta frecuencia de resonancia particular que está afectando la forma de onda en las ondas acústicas localizadas.
Así, estas son las tres frecuencias resonantes para las tres diferentes fracciones de llenado. Entonces, ¿cómo se encuentra la frecuencia de resonancia de una estructura de brecha de banda? Echa un vistazo a la estructura de la brecha de la banda y observarás alguna anomalía. Digamos que observará que usted tiene una amplia brecha de banda y de repente dentro de ese amplio espacio de banda usted está recibiendo sólo una línea de frecuencia única de propagación de ondas.
Por lo tanto, esa línea de frecuencia única de propagación de onda corresponde a la frecuencia resonante debido al defecto, ok.

(Hora de la diapositiva: 18:37)

Así, se hizo un estudio más para encontrar cómo estas bandas de defectos de frecuencia las frecuencias resonantes el cambio con el aumento en el tamaño de la célula de la unidad Así, el defecto del mismo punto está allí, este es el cristal 5 × 5. Por lo tanto, esta es la variación de la banda de defecto o frecuencia de resonancia; por lo tanto, un estudio a gran escala. Por lo tanto, aquí el tamaño de la escala se ha incrementado. Ahora, al momento de la entrada se trataba de un cristal de 5 × 5.
(Hora de la diapositiva: 19:15)

Ahora, aquí tienes una matriz de cristal sónico de 7 × 7 y tienes un defecto de punto en el centro, entonces la frecuencia a la que estás obteniendo la banda de defectos es casi la misma, es sólo algunas variaciones de punto, pero se ha estabilizado más. Ahora, la variación no es tanto.
(Hora de la diapositiva: 19:35)

De la misma manera que la aumentas de 7 × 7 a 12 × 7, 12 × 12 de cristal sonoro. De nuevo, el valor donde se obtiene la frecuencia o la frecuencia resonante se obtiene no ha cambiado mucho.
Entonces, aquí el promedio fue aproximadamente alrededor de 5.17 digamos, aquí era alrededor de 5.17 aquí, era alrededor de 5.168 o algo que está cerca de 5.17. Por lo tanto, la frecuencia resonante es la misma. Por lo tanto, el efecto es que a medida que aumenta el tamaño de la célula de unidad, lo que significa que la densidad general de este defecto de punto está disminuyendo en esta matriz de cristal.
Así, en ese caso las bandas de defectos se están estabilizando sobre toda la zona de Brillouin. Por lo tanto, usted nos obtiene más y más estable y la línea de frecuencia horizontal a medida que se traza la estructura de la brecha de banda. Por lo tanto, déjenos decirle si le dio una estructura de brecha de banda y tiene una banda ancha y luego tiene alguna línea de frecuencia en medio de esa brecha de banda.
Por lo tanto, eso corresponderá a la frecuencia resonante, pero se puede ver que la línea de frecuencia tendrá una pequeña cantidad de fluctuaciones lo que significa que el tamaño de la matriz es pequeño y el defecto de punto para el defecto de punto y para el mismo defecto de punto, si el tamaño de la matriz es aumentado, digamos de 5 × 5 llegar a 12 × 12 o a 10 × 10 y así sucesivamente, entonces esa misma línea de frecuencia las fluctuaciones van a ser cada vez menos y el y en la brecha de la banda que la frecuencia resonante particular se volverá más y más horizontal en la naturaleza.
Por lo tanto, obtendrá un tipo de línea de frecuencia más horizontal en el diagrama de espacio de banda, en el diagrama de banda.
(Consulte Hora de la diapositiva: 21:21)

Estudio similar también fue realizado por Rubio et al. 1999. Entonces, aquí lo que hicieron fue que estudiaron sobre las fracciones de llenado y el arreglo de la red. Así, aquí para una facción de llenado de 0.41 y para una celosía cuadrada, 2 D cuadrado de celosía y el material era el mismo. Eran 2 D cristales sónicos compuestos de cilindros de aluminio en el aire.
(Consulte la hora de la diapositiva: 21:49)

Así que, tenemos este es el tipo de brecha de banda para esta fracción de relleno y celosía cuadrada y cuando se aumenta la fracción de relleno; obviamente, las brechas de la banda se vuelven más anchos el mismo patrón que se observa en el papel anterior, pero como también se cambia el cuadrado, la forma de celosía de cuadrado a hexagonal por lo que, se está obteniendo otra brecha de banda. Por lo tanto, usted está recibiendo dos brechas de banda diferentes.
(Consulte la hora de la diapositiva: 22:07)

Entonces, ahora que hemos estudiado acerca de los diversos efectos entonces ¿Cuáles son las aplicaciones de los cristales sonoros? Son muy similares a la aplicación de otros metamateriales acústicos en primer lugar se utilizan para la atenuación del sonido. Por lo tanto, dos aspectos diferentes donde se utilizan, primero para atenuar los sonidos fueron detener la propagación de ondas de sonido y por lo tanto, se utilizan como barrera de ruido especialmente, fuera.
Por ejemplo, una escultura exterior o un conjunto exterior de árboles creados entre la carretera y las áreas residenciales, se puede tener una matriz de árboles en un arreglo de tipo de cristal sónico y todo eso está actuando como una barrera de ruido para evitar la propagación de ondas de sonido.
Del mismo modo, también puede tener resultados de sonido específicamente para el propósito de doblar las ondas de sonido y allí se obtienen dos importantes aplicaciones una son las ondas acústicas. Entonces, ¿qué quiere decir con la guía de ondas acústicas es que es una estructura que es una especie de guía de las ondas a través de un camino particular.
Así, las ondas así, aquí la flexión será tal que las ondas son guiadas a lo largo de un camino particular y de punto a a b alcanzan sin mucha atenuación. Por lo tanto, esto es más como guiar y luego para propósitos de imagen. Por lo tanto, es lo mismo que la lente acústica y ya habíamos discutido el concepto de lente acústica y cómo funciona la lente acústica. Si usted tiene una capa de metamaterial acústico que puede tener un muy que tiene un índice de refracción negativo.
Así, que puede doblar las ondas de sonido muy bruscamente entonces se puede obtener una imagen nítida tanto del campo cercano como del campo lejano y ese mismo concepto se aplica aquí. Por lo tanto, los detalles de esta imagen acústica o el uso de súper lente acústica ya es el concepto de eso ya se ha discutido, cuando estaba discutiendo sobre los metamateriales acústicos en general antes de llegar al tipo de membrana de metamateriales acústicos.

(Hora de la diapositiva: 24:19)

Por lo tanto, sólo le mostraré el caso de la guía de ondas acústicas. Por lo tanto, aquí tienes una guía de onda acústica. Así que, aquí estos son los cristales individuales y la forma en que esto ha sido hecho por el autor es que él tenía, nuestro típico arreglo de cristal sónico y que estaba en esta forma y aquí usted sabe que de la analogía del campo eléctrico en el campo electromagnético en el campo acústico. El índice de refracción dependerá de los parámetros importantes como el módulo a granel y la densidad.
Por lo tanto, una vez que cambie los módulos masivos y la densidad, puede manipular el índice de refracción. Por lo tanto, aquí el índice de refracción está cambiando continuamente a través de todo. Por lo tanto, esto se llama como una clasificación funcionalmente graduada de cristales sónicos donde usted tiene así, digamos que supongamos que usted tenía una matriz en la que este había dicho que nos dejó decir, yo estoy sólo dando un ejemplo un breve ejemplo muy áspero de una matriz de cristal sónico graduada.
Por lo tanto, digamos que uno de ellos fue un catador con el índice de refracción de digamos 5, entonces usted tiene algo con un índice de refracción de 4, entonces usted tiene otro con un índice de refracción de 3, 2, 1 y luego 0.5 y así sucesivamente y de manera similar, esto es sólo en 1 D y la misma clasificación se puede hacer en 2 D. Así, cuando usted va hacia adelante aquí, usted volverá a tener 4, 3 y así sucesivamente y esto de este 4, esto saldrá a ser 3, esto saldrá a ser 2, 1, 0.5 0.25 y así sucesivamente.
Así que, aquí el so, lo que significa es que el índice general de refracción es variable como una función lineal a lo largo de todas las direcciones de la periodicidad. Por lo tanto, si es un cristal de 1 D, será a lo largo de una dirección; si es un arreglo de 2 D entonces a lo largo de las direcciones horizontal y vertical. Las dos direcciones de la periodicidad el índice de refracción variarán linealmente o cambiará continuamente en las dos direcciones.
Por lo tanto, eso es lo que se llama como una especie graduada de cristal sónico. Por lo tanto, el tipo de arreglo que el autor estaba estudiando es que tienen un arreglo de cristales sónicos y aquí, el índice de refracción, porque depende del módulo a granel y la densidad. Por lo tanto, el módulo a granel y la densidad fue variada para cambiar el índice de refracción con el cambio en la ubicación de los cristales.
Por lo tanto, estaba cambiando continuamente a través de la ubicación. Así, y el estudio de simulación se había hecho y el campo de presión ha sido simulado. Entonces, lo que ha visto es que cuando un frente de onda es incidente entonces la mayor parte del frente de onda va guiado a través del cristal sónico y alcanza. Por lo tanto, sigue este camino. Así que, si te mostraré esto en diferentes colores.
Por lo tanto, este es el camino que el frente de onda está tomando a lo largo del cristal y finalmente, siguiendo este cristal. Entonces, esto es algo así como ¿cómo tienes una hosepipe? Pones el hosepipe en un grifo y luego tienes un cubo en algún lugar en el punto b nosotros y ellos están siguiendo un camino muy irregular.
Así, puedes tener una hosepipe adjuntarla al grifo, abrir el grifo y el otro extremo del grifo y en el bajo el hosepipe puedes tener un cubo.
Así, aquí el hosepipe está guiando la onda, está guiando el flujo de agua desde el grifo a través de la diferente trayectoria de la hosepipe y al cubo de la misma manera. Esto es como una tubería acústica que es donde si un frente de onda es incidente, será guiado a lo largo de los cristales sonoros particulares y llegar de punto a a b y la pérdida será muy inferior.
Por lo tanto, está actuando como una hosepipe típica que se usa para guiar el agua. Ahora, tenemos un cristal sónico guiando las olas.

(Consulte la hora de la diapositiva: 28:37)

Así que, estas fueron las diversas aplicaciones. Por lo tanto, voy a llegar rápidamente a algunas de las directrices para la selección de materiales. Así que, ahora, hemos cubierto un montón de materiales y es difícil dar una lista muy enorme de pautas. Por lo tanto, sólo voy a darle una clave; yo sólo plantearé una pregunta clave y trataré de responderlas para que usted obtenga una corazonada de cómo seleccionar un material en particular.
Por lo tanto, digamos que el primer caso es donde usted tiene que seleccionar una solución ecológica de bajo costo ligero para un control de ruido de banda ancha en altas frecuencias. Así que, cuando escuchen esto verán la palabra, ok.
Por lo tanto, usted primero de uso de caída quiere ver cuál es el rango de frecuencia de la operación. Por lo tanto, aquí tiene una amplia gama de banda de alta frecuencia y lo que son los materiales que, casi todos los materiales funcionan bien a altas frecuencias y usted utiliza materiales avanzados sólo cuando usted necesita alguna aplicación específica, porque es por lo general no están muy fácilmente construidos y no están muy fácilmente disponibles.
Por lo tanto, cuando se tiene una aplicación general de alta frecuencia, es mejor y no hay demanda de baja frecuencia, es mucho más fácil de ir para un material tradicional y se necesita una solución ligera de bajo costo y ecofriendly. Así que, una vez que vengas con esto lo que ecológico, entonces recordarías que los absorbentes de sonido porosos.
Se pueden hacer con materiales naturales como por ejemplo, se puede tener un compuesto de fibra de yute o se puede tener algo hecho con algodón, algo hecho con coir de coco, y así sucesivamente y todos ellos son capaces de actuar como sonido poroso, medio fibroso poroso y la onda de sonido es una especie de controlada a altas frecuencias en un rango de banda ancha.
Por lo tanto, un absorbente poroso podría ser una solución aquí, digamos que tienes otro caso en el que tienes que hacer un control de ruido de banda ancha y medio a frecuencias altas. Por lo tanto, de nuevo es un control de ruido de banda ancha medio a frecuencias altas y no hay ninguna otra restricción como una restricción de peso del material o el costo del material y así sucesivamente.
Así que, de nuevo para una solución de propósito general puede comenzar con un material tradicional y cualquier material de barrera tradicional puede hacer el trabajo aquí, porque no es otra vez una baja frecuencia por lo que; obviamente, usted puede utilizar un cristal sónico; obviamente, usted puede utilizar algún otro micro perforado avanzado puede utilizar un cristal sónico o puede utilizar las cosas tipo membrana en realidad, no puede allí específicamente para la baja frecuencia.
Por lo tanto, para las frecuencias típicas de medio a alto, así que para los propósitos de alta frecuencia, es sólo un general, es una tradición general utilizar los materiales convencionales ir para ellos. Ahora, llegamos a la aplicación de baja frecuencia.
(Hora de la diapositiva: 31:27)

Por lo tanto, digamos ahora que necesita de nuevo una solución de bajo costo ligero, pero para frecuencias bajas de banda ancha. Así, todo esto era para frecuencias altas y se iba directamente con los materiales tradicionales como los absorbedores o las barreras.

Ahora, para las frecuencias bajas de banda ancha, el si usted piensa en ello uno de los pocos materiales que especificará que va a satisfacer esta condición es el metamaterial acústico tipo membrana, porque todos los otros materiales que están diseñados para trabajar a bajas frecuencias como el resonador de Helmholtz o los paneles micro perforados incluso los cristales sónicos. Tienen, no tienen una brecha de banda muy amplia.
Es el metamaterial acústico tipo membrana que tiene un amplio rango de banda sobre el cual se atenúa el sonido que es de 0 a ω0 donde ω0 es la frecuencia natural de la célula unitaria.
Por lo tanto, cuando se oye esta cosa de banda ancha de baja frecuencia lo que significa que se puede utilizar una línea de transmisión acústica o tubería que está formada por metamateriales tipo membrana como una célula de unidad. Entonces digamos que usted quiere algo para un propósito muy selectivo de control de ruido muy específico a baja frecuencia. Así que, ahora, el deseo es no cortar todas las frecuencias en bajo en todas las frecuencias bajas digamos que usted va usted tiene una forma de onda y sólo usted quiere cortar un cierto ruido del transformador o una señal determinada.
Sólo una cierta señal a una frecuencia particular que usted quiere cortar que es el único propósito, usted no quiere cortar todas las frecuencias. Por lo tanto, para esa operación selectiva donde sólo es necesario cortar algunas frecuencias discretas, usted recuerda. Si recuerdas muy correctamente, teníamos paneles micro-perforados. Por lo tanto, tanto el resonador de Helmholtz, los absorbedores de paneles, como los paneles micro perforados, todos tienen absorción selectiva, porque solo absorben a su propia frecuencia de resonancia cuando hay un acoplamiento acústico, pero debido a que de los tres casos el panel micro-perforado da la máxima magnitud de absorción.
Por lo tanto, esa será una mejor opción para un alto selectivo; una absorción selectiva de baja frecuencia o una absorción de frecuencia muy discreta y puntual. Ahora, de manera similar usted quiere algo para un control de ruido exterior en un selectivo de baja a alta frecuencias, entonces se podrían usar cristales sonoros.
Se utilizan principalmente para, porque el caso de los cristales sónicos son la limitación principal es el dimensionamiento.
Por lo tanto, suelen utilizarse como barreras exteriores y se pueden utilizar cristales sonoros.
Por lo tanto, he cubierto el curso aquí y sólo le doy unos cuantos consejos sobre cómo se pueden seleccionar los diversos materiales en función de lo que es la aplicación y cuál es la restricción como, por ejemplo, el coste o el factor de peso o el tipo de rango de frecuencia que desea reducir.
Por lo tanto, en consecuencia se puede ir por diferentes materiales acústicos. Así que, con esto me gustaría concluir mi conferencia y cuando concluya mi conferencia, me gustaría agradecer a algunas personas que me han ayudado en esta serie de conferencias en particular.