非欧弹性动力学隐身理论及其在带柱厚板表面地震波控制中的应用
经典物理
2018-02-06 v1
摘要
在 [AIP Advances 6, 121707 (2016)] 中，通过变换弹性动力学与有效介质理论相结合，构建了内含混凝土柱并分布于两个特殊设计的地震隐身斗篷中的土体，可将频率低于 10 Hz 的瑞利波绕开圆柱形区域。上述研究促使我们探究在具有土体参数的厚板中传播、其上方排布混凝土柱的表面弹性波相互作用。柱高 40 m，板厚 100 m，因此所研究的典型频率低于 1 Hz，这是地震工程中特别感兴趣的频率范围。我们证明三个地震隐身斗篷可实现前所未有的弹性动力学能量流动。这些设计首先由 Navier 方程中几何变换推导出的理想斗篷参数实现，该变换导致近乎各向同性与对称的弹性 (四阶) 与密度 (二阶) 张量。为此，我们推广了理论物理学家 Leonhardt 与 Tyc 提出的非欧光隐身理论。第二步，通过将置于双极坐标网格节点处的一组柱的弹性性质取平均，来近似理想的异质近各向同性斗篷参数，这是我们非欧弹性动力学波隐身理论的关键要素。隐身效应针对夹紧障碍物进行研究（减小波波前及其在夹紧障碍物后振幅的扰动）。保护通过降低斗篷中心内的波幅实现。这些结果朝面向半无限弹性介质中带柱结构传播的表面（瑞利与 Love）波的非欧地震斗篷设计迈出了第一步。
引用
@article{arxiv.1802.01488,
title = {Non-Euclidean elastodynamic cloaking theory and application to control of surface seismic waves with pillars atop a thick plate},
author = {Andre Diatta and Younes Achaoui and Sebastien Guenneau},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01488},
year = {2018}
}
备注
Latex, 10pages, 4 figures. Pacs: 41.20.Jb,42.25.Bs,42.70.Qs,43.20.Bi,43.25.Gf