谐振分流压电超材料中电-动量耦合的定制
应用物理
2023-06-28 v1
摘要
弹性超材料的局部微结构异质性导致了应力-应变与动量-速度之间的非局部宏观交叉耦合，即Willis耦合。近期进展表明，压电超材料中的对称性破缺引入了额外的宏观交叉耦合效应，称为电-动量耦合，其将电激励与动量联系起来，并使得呈现Willis材料特征的奇异波现象出现。电-动量耦合为通过外部电激励控制压电复合材料中的弹性波传播提供了额外自由度。在本研究中，我们展示了如何通过用电阻和电感串联分流各压电层固有电容形成RLC（电阻-电感-电容）电路，来调控具有反演对称性破缺的一维周期性压电超材料中产生的电-动量耦合。在压电超材料有效弹性动力学理论和均匀化方法指导下，我们推导了分流压电超材料中电-动量耦合的闭式表达式。此外，我们展示了定制电-动量耦合系数并控制前向与后向传播波的振幅和相位的能力，从而产生可调的非对称波响应。我们的研究结果对涉及非互易波现象和可编程超材料的应用具有广阔前景。
引用
@article{arxiv.2306.15608,
title = {Electro-momentum coupling tailored in piezoelectric metamaterials with resonant shunts},
author = {Hrishikesh Danawe and Serife Tol},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.15608},
year = {2023}
}