다중 밴드 갭을 갖는 국부 공진 메타물질 설계 및 검증 (Design and validation of multiple locally resonant metamaterial)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 44권 / 1호 / 1 ~ 7페이지
· 저자명 : 유준민, 국정환

초록

국부 공진 메타물질은 공진기의 주기적인 배열로 공진기의 공진 주파수대역에서 입사하는 파동의 전파를 차단하는 밴드 갭을 형성한다. 밴드 갭은 차단 주파수대역에서 저감 성능이 우월하여 다양한 산업구조물들의 소음 문제를 해결하거나 비파괴검사에 적용한 연구들이 수행되었다. 기존 연구 사례들은 단일 공진기로 단일 밴드 갭을 형성하는 연구들이 대부분이었는데, 본 연구에서는 단일 밴드 갭의 좁은 대역폭을 극복하기 위해 다중 밴드 갭을 형성하고자 한다. 본 연구에서 제안한 다중 국부 공진 메타물질은 두 가지의 공진기를 하나의 단위 구조로 통합하여 넓은 대역폭과 우월한 질량 대비 저감 성능을 가진다. 본 연구에서는 강철과 플라스틱을 함께 구성하여 가벼운 무게로 낮은 주파수대역에서 넓은 밴드 갭을 형성할 수 있도록 설계하였고, 이를 수치적/실험적으로 검증하였다.

영어초록

Locally resonant metamaterials composed of periodic arrays of resonators form a band gap that blocks the propagation of incident waves in the resonant-frequency band of the resonator. Because the band gap exhibits superior vibration-reduction performance in the target frequency band, previous studies focused on solving the noise problem of industrial structures or applying it to nondestructive tests. Many of these studies focused on the formation of a single band gap with a single resonator. In this study, we aimed to form a multi-band gap to overcome the narrow bandwidth of the single band gap. The proposed multi-locally resonant metamaterial integrates two resonators into a single unit structure and has a broad bandwidth with superior vibration-reduction performance. In this study, a locally resonant metamaterial was designed to form a broad band gap in the low-frequency band with light weight by combining steel and plastic. Furthermore, the band gap of the multi-locally resonant metamaterial was verified numerically and experimentally.

참고자료

· 없음