Lokalizované módy v sonických krystalech

Bc. Tobiáš Poláček

Bakalářská práce

Localized modes in sonic crystals

Anotace:

V této bakalářské práci se věnujeme teoretickému a experimentálnímu studiu lokalizovaných módů v sonických krystalech. První část je zaměřena na základní popis periodických dvoudimenzionálních prostředí a nalezení pásových struktur se zakázanými pásy s využitím metody rozvoje do rovinných vln. V druhé části popisujeme metodu vícenásobných multipólových rozvojů přizpůsobenou námi uvažovaným systémům. Tato metoda byla implementována v kódu, pomocí kterého jsme vypočetli akustické propustnosti a zvuková pole systémů složených z různě uspořádaných tuhých válečků. Poslední část je věnována experimentálním metodám, studiu odrazů zvuku od předmětů v okolí sonického krystalu a prezentaci měření akustické propustnosti. Hlavní výsledky této práce jsou sestrojení nové sestavy pro měření akustické propustnosti sonických krystalů a experimentální ověření přítomnosti lokalizovaných módů v dutinách sonických krystalů vybuzených vnějším zvukovým zdrojem.

Abstract:

This bachelor thesis is devoted to the theoretical and experimental study of localized modes in sonic crystals. The first part is dedicated to a basic description of periodic two-dimensional media and the identification of band structures with band gaps using the plane wave expansion method. In the second part, we describe the method of multiple multipole expansions tailored to the systems under consideration. This method was implemented in a code through which we computed acoustic transmittances and sound pressure fields of systems with various configurations of rigid cylinders. The final section is devoted to experimental methods, including the study of sound reflections from objects surrounding the sonic crystal and the presentation of measurements of acoustic transmittance. The principal results of this study include the construction of a novel apparatus for measuring the acoustic transmittance of sonic crystals and the experimental confirmation of the existence of localized modes in the cavities of sonic crystals induced by an external source of sound.

Keywords

sonické krystaly, pásová struktura, akustický zakázaný pás, akustická propustnost, lokalizované módy, sonic crystals, band structure, acoustic band gap, acoustic transmittance, localized modes

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 6. 2024
• Vedoucí: doc. Mgr. Jiří Chaloupka, Ph.D.
• Oponent: Univ. Prof. DI Dr. Kurt Hingerl

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika