Faz eğimi oluşturan helmholtz rezonatör dizileri ile anormal yansıma özelliğine sahip akustik yapay yüzey tasarımı
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışmada seri bağlı Helmholtz rezonatör dizileri ile 0 ile 2π arasında değişen bir faz gradyenti oluşturarak anormal yansıma yapan bir yapay yüzey tasarımı yapılmıştır. Faz gradyentindeki değişimin sadece ikinci rezonatörün boyun genişliğine bağlı olarak ayarlanabileceği gösterilmiştir. Rezonatörlerin geometrik parametrelerine bağlı olarak hesaplanan faz gradyentleri COMSOL Multiphysics yazılım paketiyle Sonlu Elemanlar Metodu kullanılarak iki boyutlu modeller ile incelenmiştir. Dik gelen dalgaya 45 ve 60 derecelik açılarla anormal yansıma yaptıran yapay yüzeyi oluşturmak için periyodik rezonatör dizileri kullanılmıştır. Önerilen yapay yüzey kalınlığının, kullanılan dalga boyundan (yaklaşık 1/3'ü kadar) daha ince yapıya sahip olması akustik cihazların boyutunun küçültülmesi açısından önemlidir. Ayrıca örnek bir sensör uygulaması ile anormal yansıma açısının sıcaklığa bağlı bir şekilde değiştiği (0,056 deg/K) göstrerilmiştir. Ortam parametrelerine bağlı olarak yansıma açısının değişim göstermesi yüksek frekanslarda tasarlanacak çeşitli sensör tasarımlarına da ışık tutacak niteliktedir. Anahtar Kelimeler: Akustik Yapay Yüzeyler, Helmholtz Rezonatörleri, Faz Gradyenti, Anormal Yansıma
In this study, an artificial surface design with abnormal reflection was made by creating a phase gradient ranging from 0 to 2π with series decoupled Helmholtz resonator arrays. It has been shown that the change in the phase gradient can be adjusted only depending on the neck width of the second resonator. The phase gradients calculated depending on the geometric parameters of the resonators were studied with two-dimensional models using the Finite Element Method with the COMSOL Multiphysics software package. Periodic resonator arrays were used to create an artificial surface that reflects abnormally at angles of 45 and 60 degrees perpendicular to the incoming wave. The fact that the proposed artificial surface thickness has a thinner structure than the wavelength used (about 1/3 of the wavelength) is important in terms of reducing the size of acoustic devices. In addition, with an example sensor application, it was shown that the abnormal reflection angle varies depending on the temperature (0.056 deg/K). The fact that the reflection angle changes depending on the ambient parameters will shed light on various sensor designs to be designed at high frequencies. Keywords: Acoustic Metasurfaces, Helmholtz Resonators, Phase Gradient, Generalized Snell's Law
In this study, an artificial surface design with abnormal reflection was made by creating a phase gradient ranging from 0 to 2π with series decoupled Helmholtz resonator arrays. It has been shown that the change in the phase gradient can be adjusted only depending on the neck width of the second resonator. The phase gradients calculated depending on the geometric parameters of the resonators were studied with two-dimensional models using the Finite Element Method with the COMSOL Multiphysics software package. Periodic resonator arrays were used to create an artificial surface that reflects abnormally at angles of 45 and 60 degrees perpendicular to the incoming wave. The fact that the proposed artificial surface thickness has a thinner structure than the wavelength used (about 1/3 of the wavelength) is important in terms of reducing the size of acoustic devices. In addition, with an example sensor application, it was shown that the abnormal reflection angle varies depending on the temperature (0.056 deg/K). The fact that the reflection angle changes depending on the ambient parameters will shed light on various sensor designs to be designed at high frequencies. Keywords: Acoustic Metasurfaces, Helmholtz Resonators, Phase Gradient, Generalized Snell's Law
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Akustik Yapay Yüzeyler, Helmholtz Rezonatörleri, Faz Gradyenti
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Koç, S. (2022). Faz eğimi oluşturan helmholtz rezonatör dizileri ile anormal yansıma özelliğine sahip akustik yapay yüzey tasarımı. Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi. İnönü Üniversitesi, Malatya.
