×

有限频率和波数下周期不连续近谱奇点的有效波运动。 (英语) Zbl 1524.74174号

小结:我们考虑了周期性连续波中谱奇异点(例如布里渊区和狄拉克点的角点)的有效波运动,这些周期性连续波被砌体和断裂材料的柔顺界面所拦截。我们假设标量波动方程(描述反平面剪切波)的Bloch-wave形式为出发点,并以波数分离为扰动参数,在波数-频率空间中寻求关于参考点的渐近展开式。使用破Sobolev空间的概念来满足运动不连续性的存在,我们接下来通过Bloch波和周期性单位单元的特征函数(在指定的波数和频率下)之间的内积来定义“平均”波运动。利用这种投影展开方法,我们得到了一个有效的场方程,对于任意色散分支,在第一布里渊区特征的“波数象限”的顶点附近。为了完整性,我们研究了具有(a)孤立特征值、(b)重复特征值和(c)附近特征值的渐近配置。在重复本征值的情况下,我们发现“平均”波动由波动方程组和狄拉克方程组控制,其大小由本征值多重性给定,其结构由参与的本征函数、附属的单元函数和波数扰动的方向决定。其中一个结构描述了所谓的Dirac点,即局部锥形色散表面的顶点,与拓扑保护波的生成有关。在具有密集特征值簇的情况下,发现有效模型需要一个类狄拉克方程组,该方程组生成“钝化”的锥形色散面。我们通过数值模拟说明了对(mathbb{R}^2)中两种周期组态的分析,这两种组态在(i)波色散、(ii)强迫波运动和(iii)频率和波数相关的声子行为方面的渐近发展。

MSC公司:

74J05型 固体力学中的线性波
35P05号 偏微分方程线性谱理论的一般主题
74A50型 结构化表面和界面,共存相

软件:

XLiFE公司++
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 哈尔

参考文献:

[1] 勋伯格,M。;Sayers,C.M.,断裂岩石的地震各向异性,地球物理学,60,204-211(1995)
[2] Anthoine,A.,通过均匀化理论推导砌体的平面内弹性特性,国际固体结构杂志。,32, 137-163 (1995) ·Zbl 0868.73010号
[3] 萨勒诺,G。;de Felice,G.,周期砌砖的连续建模,国际固体结构杂志。,46, 1251-1267 (2009) ·Zbl 1236.74241号
[4] 特罗瓦卢西,帕特里齐亚;Pau,Annamaria,通过虚功原理从晶格系统导出微结构连续统:类砖石材料作为微极、二阶梯度和经典连续统的情况,机械学报。,225, 157-177 (2014) ·Zbl 1401.74032号
[5] Drougkas,A。;罗卡,P。;Molins,C.,《砌体周期单元的分析微观模型——弹性特性》,《国际固体结构杂志》。,69, 169-188 (2015)
[6] 穆尔豪斯,H.B。;Sulem,J。;Unterreiner,P.,《干砌块柱的离散和连续模型》,ASCE J.Eng.Mech。,123, 399-403 (1997)
[7] Sulem,J。;Mühlhaus,H.-B.,周期二维块体结构的连续体模型,机械。粘性摩擦。材料。,2, 31-46 (1997)
[8] 斯特凡努,I。;Sulem,J。;Vardoulakis,I.,《砌体结构的三维cosserat均匀化:弹性》,《岩土工程学报》。,3, 71-83 (2008)
[9] 斯特凡努,I。;苏莱姆,J。;Vardoulakis,I.,《使用广义差胀技术对联锁砌体结构进行均质化》,国际固体结构杂志。,47, 1522-1536 (2010) ·Zbl 1194.74285号
[10] Brajanovski,M。;Gurevich,B。;Schoenberg,M.,《定向裂缝渗透多孔介质中纵波衰减和色散模型》,Geophys。《国际期刊》,163,372-384(2005)
[11] 加尔文,R.J。;Gurevich,B.,多孔岩石与定向裂缝的频率相关各向异性,地球物理。前景。,63, 1 (2015)
[12] 斯米什利亚耶夫,V.P。;Cherednichenko,K.D.,《关于周期性非均匀介质整体行为中应变梯度效应的严格推导》,J.Mech。物理学。固体,481325-1357(2000)·Zbl 0984.74065号
[13] Bacigalupo,A。;Gambarotta,L.,《周期砌体的计算双尺度均匀化:特征长度和色散波》,计算。方法应用。机械。工程,213,16-28(2012)·Zbl 1243.74166号
[14] Daya,E.M。;布雷卡特,B。;Damil,N。;Potier-Ferry,M.,大型重复结构调制振动模式的连续建模,C.R.MéC。,330, 5 (2002) ·Zbl 1006.74044号
[15] 伯曼,M.S。;Suslina,T.A.,内部间隙边缘附近多维周期椭圆算子的均匀化,J.Math。科学。,136, 3682-3690 (2006)
[16] 瓦西里耶夫,A.A。;德米特里夫,S.V。;Miroshnichenko,A.E.,具有微观旋转介质的多场连续介质理论,国际固体结构杂志。,42, 6245-6260 (2005) ·兹比尔1119.74340
[17] 克雷斯特,R.V。;卡普洛诺夫,J。;Pichugin,A.V.,周期介质的高频均匀化,Proc。罗伊。Soc.A,4662341-2362(2010年)·Zbl 1196.35038号
[18] Guzina,B.B。;孟,S。;Oudghiri-Idrissi,O.,《有限波长和频率下动态均匀化的合理框架》,Proc。罗伊。Soc.A,475,文章20180547 pp.(2019)·Zbl 1427.82047号
[19] Bensoussan,A。;狮子,J.-L。;Papanicolaou,G.,《周期结构的渐近分析》,第374卷(2011年)·Zbl 1229.35001号
[20] 孟,S。;Guzina,B.B.,《周期性介质的动态均一化:威利斯方法与双尺度范式》,Proc。罗伊。Soc.A,474,第20170638条pp.(2018)·Zbl 1402.74047号
[21] 穆萨维,S.H。;Khanikaev,A.B。;Wang,Z.,声子超材料中的拓扑保护弹性波,自然通讯。,6, 8682 (2015)
[22] Nassar,H。;他,Q.C。;Auffray,N.,Willis的弹性动力学均匀化理论重温周期介质,J.Mech。物理学。固体,77,158-178(2015)·兹比尔1349.74302
[23] Norris,A.N。;Shuvalov,A.L。;Kutsenko,A.A.,周期弹性系统三维动态均匀化的分析公式,Proc。罗伊。Soc.A,4681629-1651(2012)·Zbl 1364.74089号
[24] 布法,A。;Ortner,C.,破碎Sobolev空间和应用的紧凑嵌入,IMA J.Numer。分析。,29, 827-855 (2009) ·Zbl 1181.65094号
[25] Wilcox,C.H.,《布洛赫波理论》,J.Ana。数学。,33, 146-167 (1978) ·Zbl 0408.35067号
[26] Brillouin,L.,《周期结构中的波传播》(1953年),多佛·Zbl 0050.45002
[27] 杜苏,K.B。;博滕,L.C。;R.C.麦克费德伦。;Poulton,C.G。;Asatryan,A.A。;C、 二维光子晶体中的Martijn de Sterke浅缺陷态。A版,77(2008),133-18
[28] Craster,R.V.公司。;卡普卢诺夫,J。;诺尔德,E。;Guenneau,S.,《棋盘结构的高频均匀化:缺陷模式、超折射和全角度负折射》,J.Opt。Soc.Amer公司。A、 281032-1040(2011)
[29] Willis,J.R.,《层压板中的负折射》,J.Mech。物理学。固体,97,10-18(2016)
[30] Greub,W.H.,《线性代数》(1981),斯普林格·弗拉格·Zbl 0147.27408号
[31] 阿什拉夫,M.W。;Faryad,M.,二维核壳介电光子晶体中的类Dirac锥色散,J.Nanophotonics,9,文章093057 pp.(2015)
[32] Kielbasiewicz,N。;Lunéville,E.,XLiFE++:FEM/BEM多用途图书馆(2018),https://uma.ensta-paris.fr/soft/XLiFE++/(存储库)和https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01737555(演示文稿)
[33] 卢,Y。;Srivastava,A.,声子晶体中的能级排斥和带排序,J.Mech。物理学。固体,111,100-112(2018)·Zbl 1441.74053号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。