利用惯性谐振器阵列阻尼地震波
经典物理
2016-01-13 v2
摘要
我们研究了一个理论立方阵列的弹性禁带性质，该阵列由通过铁或橡胶韧带连接到混凝土体的铁球组成。每个球可在周围空气腔中自由运动，但韧带将其耦合到基体并进一步促成弯曲和旋转运动。相关的低频局域共振可由渐近公式很好地预测。我们发现当通过钢（相应为橡胶）韧带连接到混凝土时，对于直径为 米（相应为 米）且中心间距为 米（相应为 米）的铁球，在 赫兹（相应为 赫兹）频率范围内存在完全禁带（对所有波偏振）。散射问题表明仅弯曲模式负责阻尼，而旋转模式完全被弯曲模式覆盖。关于地震应用，我们进一步将土壤视为基体介质，此时低频禁带的相对带宽可通过不同尺寸的韧带扩大，这些韧带使得弯曲和旋转模式良好分离。我们最终对直径为 米的铁球实现了从 到 赫兹弹性动力学波的某些阻尼（相对禁带 百分比），这些铁球通过六个优化形状的橡胶韧带连接到土壤。这些结果代表了在大型民用基础设施地基周围或下方放置地震屏蔽设计的初步步骤。
引用
@article{arxiv.1512.06078,
title = {Seismic waves damping with arrays of inertial resonators},
author = {Younes Achaoui and Bogdan Ungureanu and Stefan Enoch and Stéphane Brûlé and Sébastien Guenneau},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.06078},
year = {2016}
}