一维声子晶体中频率带隙的全局灵敏度分析
计算工程、金融与科学
2019-01-01 v2 计算物理
摘要
声子晶体因其独特的频率带隙特性而被广泛应用于诸多工程领域。例如，其滤除包括地震波在内的入射弹性波的能力将对核基础设施的地震安全性产生重大影响。为了精确设计所需的频率带隙，必须关注输入参数及其相互作用如何影响频率带隙。全局灵敏度分析能够分解声子晶体的频散关系，并甄别归属于各参数及其相互作用的方差。在应用于一维(1D)声子晶体之前，本文首先回顾基于方差分解的全局灵敏度分析理论(Sobol灵敏度分析)。随后，将灵敏度分析应用于一个含三个输入变量的简单数学模型，以更好地理解该概念。接着，利用灵敏度分析研究一维声子晶体第一频率带隙相对于输入参数的特征。本研究揭示了各参数及其相关性在决定第一频率带隙时的量化影响。此外，基于约化Sobol函数提出了简洁直观的设计方程，以便轻松估算第一频率带隙。最后，还讨论了所提设计方程的误差。
引用
@article{arxiv.1807.06454,
title = {Global sensitivity analysis of frequency band gaps in one-dimensional phononic crystals},
author = {W. Witarto and K. B. Nakshatrala and Y. L. Mo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.06454},
year = {2019}
}
备注
K. C. Chang, Y. Tang and R. Kassawara have contributed to the experimental component of the research project, which complements the research present in this paper. This paper deals only with the modeling component