用于圆柱链带隙工程的物理信息离散元建模
其他凝聚态物理
2023-09-22 v2
摘要
我们提出一种高效方法，用于构建可精确模拟连续梁振动的简单离散元模型（DEM）。该 DEM 基于细长圆柱构件的 Timoshenko 梁理论及其在装配体中的相应波动力学。这种物理信息 DEM 在宽频范围内考虑了构成梁单元的多种振动模态。我们构建了多种模拟圆柱链的 DEM，并将其波动力学与实验中测得的结果进行比较，以验证所提方法。此外，我们构建了一个由细长圆柱组成的梯度木堆链。我们通过实验与数值方法研究该系统的频率带隙，并展示了通过连续叠加由不同长度圆柱产生的多个阻带从而构造宽带隙的可能性。该系统利用圆柱局部共振带来的隔振效应，在阻断传播波方面极为高效。所提 DEM 方法可有助于以高效且精确的方式研究和设计复杂振动系统。此外，操控频率带隙的设计方法可用于开发振动滤波器和冲击缓和装置。
引用
@article{arxiv.2205.14844,
title = {Physics-informed discrete element modeling for the bandgap engineering of cylinder chains},
author = {Yeongtae Jang and Eunho Kim and Jinkyu Yang and Junsuk Rho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.14844},
year = {2023}
}
备注
42 pages, 11 figures