考虑三次谐波产生的无限非线性声学超材料梁中的波传播
应用物理
2018-08-16 v2
摘要
非线性声学超材料（NAM）为操控弹性波开辟了新领域。本文报道了由周期性 Duffing 谐振器构成的半无限 NAM 梁中考虑三次谐波产生（THG）的弯曲波传播。提出了不同的分析方法来描述等效均匀介质中的波传播，并通过与有限元方法对比验证了它们的有效性与准确性。我们从解析和数值上揭示了强非线性声学超材料广泛的物理特性，包括单元内的非线性共振、有效密度、非线性局域共振（NLR）带隙、基波与三次谐波的传播及耦合。这些特性高度关联，有助于预测其功能。在近场中，这些特征的相同分岔频率充当基波 NLR 带隙的起始频率，且非线性越强其宽度越窄。而在远场中，NLR 带隙表现出距离-振幅依赖的行为，导致自适应带宽。此外，无限 NAM 通带中的传输不同于有限 NAM 的混沌带效应，并受偏移的 NLR 带隙影响。我们的工作将推动未来具有新颖特性的 NAM 的研究与构建。
引用
@article{arxiv.1808.04682,
title = {Wave propagation in infinite nonlinear acoustic metamaterial beam by considering the third harmonic generation},
author = {Xin Fang and Jihong Wen and Dianlong Yu and Guoliang Huang and Jianfei Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.04682},
year = {2018}
}