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Manipulando ondas mecânicas utilizando estruturas periódicas programáveis

Processo: 18/18774-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 10 de março de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Carlos de Marqui Junior
Beneficiário:Danilo Beli
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):19/22464-5 - Manipulando ondas elásticas utilizando modos topológicos - Fase I, BE.EP.PD
Assunto(s):Propagação das ondas   Metamateriais

Resumo

Metamateriais mecânicos têm sido amplamente estudados devido as suas propriedades dinâmicas extraordinárias que propiciam atenuação de ruído e vibração, assim como manipulação de ondas. O termo metamaterial é, atualmente, utilizado para designar materiais periódicos artificiais projetados para apresentar características dinâmicas não encontradas na natureza. A presença de bandas proibidas (band gap), uma faixa de frequências na qual vibrações não propagam através da estrutura, é uma característica fundamental de metamateriais. Bandas proibidas propiciam a criação de barreiras acústicas e de vibrações em baixas frequências, barreiras sísmicas, diodos acústicos, guias de onda bidimensionais e isoladores topológicos. Usualmente, as estruturas periódicas possuem comportamento dinâmico não ajustável após o projeto de sua célula unitária. Logo, sua faixa de frequência de trabalho ou mesmo suas funções seriam somente modificadas a partir de um novo projeto e com a fabricação de uma nova estrutura. As funcionalidades e aplicações de estruturas periódicas seriam significativamente expandidas caso fosse possível ajustar ou reconfigurar ativamente as propriedades de suas células unitárias, o que resultaria em bandas proibidas adaptáveis e, logo, cristais fonônicos e metamateriais programáveis. Estruturas periódicas programáveis podem apresentar potencialidades extraordinárias e versatilidade que não poderiam ser obtidas com estruturas passivas. Portanto, o presente projeto de pesquisa visa investigar metamateriais e cristais fonônicos inteligentes e programáveis para atenuar ruído e vibração e também manipular ondas mecânicas de forma mais eficiente e versátil. A propagação de ondas em estruturas periódicas é uma área de pesquisas rica e dinâmica, com vários tópicos abertos e cujas soluções possuem potencial para resolver problemas tradicionais de engenharia, de criar novas tecnologias e impactar nossa vida cotidiana.

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SOUZA, MARCOS R.; BELI, DANILO; FERGUSON, NEIL S.; ARRUDA, JOSE ROBERTO DE F.; FABRO, ADRIANO T. A Bayesian approach for wavenumber identification of metamaterial beams possessing variability. MECHANICAL SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING, v. 135, JAN 1 2020. Citações Web of Science: 2.
ASSIS, GEORGE F. C. A.; BELI, DANILO; DE MIRANDA JR, EDSON J. P.; CAMINO, JUAN F.; DOS SANTOS, JOSE MARIA C.; ARRUDA, JOSE ROBERTO F. Computing the complex wave and dynamic behavior of one-dimensional phononic systems using a state-space formulation. INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES, v. 163, NOV 2019. Citações Web of Science: 0.

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