Investigando abordagens de análise e controle para metaestruturas não-hermitianas instáveis

• Processo: 21/14611-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 18 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 14 de dezembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: José Roberto de França Arruda
• Beneficiário: Danilo Braghini
• Supervisor: Matthew Peet
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Arizona State University, Tempe (ASU), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 21/05140-1 - Metamateriais não-Hermitianos e metaestruturas não-recíprocas, BP.MS
• Assunto(s): Dinâmica das estruturas Metamateriais Ondas acústicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: controle estrutural | Dinâmica de Estruturas | efeito pelicular não-hertmitiano | metamateriais | sistemas de parâmetros distribuídos | sistemas não-Hermitianos | Controle estrutural

Resumo

Guias de onda acústicos do tipo não-hermitianos foram projetados com aplicação periódica de interações não-recíprocas de realimentação por meio de sensores e atuadores eletroacústicos. Modelos unidimensionais de elementos finitos e espectrais para ondas planas em dutos acústicos foram usados. Mostrou-se que os diagramas de dispersão dessa família de metamateriais são dotados de componentes imaginárias da frequência não-recíprocas, que se manifestam como atenuação ou amplificação de ondas em direções opostas. Os efeitos decorrentes de leis de realimentação diferentes e variação no alcance das interações não-recíprocas foram investigados. Além disso, o efeito não-hermitiano de película ou efeito pelicular, que surge como modo topológico localizado nas fronteiras de sistemas finitos, foi previsto com sucesso a partir da topologia do espaço recíproco.Os resultados obtidos até então contribuem com esforços recentes no sentido de projetar metamateriais ativos com novas propriedades associadas a física de sistemas não-hermitianos. Tais metamaterias devem encontrar aplicação tecnológica em áreas associadas por exemplo a controle de ruídos, localização, filtragem e direcionamento de ondas acústicas. Tem em vista estas aplicações, o primeiro problema tecnológico que surge é a instabilidade intrínseca das estruturas projetadas. As soluções em uso até então envolvem filtrar os modos instáveis, o que só pode ser feito a posteriori e depende de particularidades de cada tipo de realimentação. Buscando uma solução ao mesmo tempo mais elegante e ampla, propõe-se estudar mais a fundo a análise e o controle das metaestruturas tendo em mãos resultados teóricos e ferramentas atualizadas. (AU)