کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7151980 1462355 2016 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A Gradient-Based Optimization Method for the Design of Layered Phononic Band-Gap Materials
ترجمه فارسی عنوان
یک روش بهینه سازی مبتنی بر گرادینت برای طراحی مواد لایه فونیک باند گاف
کلمات کلیدی
بهینه سازی، شکاف باند، بهینه سازی مبتنی بر شیب، رویکرد بهینه سازی دو مرحله ای،
ترجمه چکیده
مواد فونونیک با ویژگی های خاص باند گرا در دامنه فرکانس دلخواه تقاضای زیادی برای انحراف لرزش و سر و صدا، فیلترهای موج ولتاژ و دستگاه های صوتی وجود دارد. منحنی ضریب تضعیف، هر دو دامنه فرکانس شکاف باند و ضعف موج الاستیک را نشان می دهد، جایی که محدوده فرکانسی مربوط به ضریب انعکاسی بدون صفر، شکاف باند هستند. بنابراین، ویژگی های باند شکاف را می توان از طریق حداکثر کردن ضریب انقباض در فرکانس مربوطه و یا در محدوده فرکانس مربوطه به دست آورد. از آنجا که منحنی ضریب انسداد در دامنه فرکانس صاف نیست، روش های بهینه سازی مبتنی بر شیب می تواند به طور مستقیم در طراحی بهینه سازی از مواد نوار باری فونیک استفاده نمی شود برای رسیدن به حداکثر انحراف در محدوده فرکانس مورد نظر. برای غلبه بر این مشکل، هدف به حداکثر رساندن ضریب انقباض به حداکثر رساندن کوزین آن تبدیل شده است، و به این ترتیب، تابع هدف صاف می شود و تمایز می یابد. بر اساس این تابع هدف، یک رویکرد بهینه سازی مبتنی بر شیب نو پیشنهاد شده برای باز کردن شکاف باند در یک دامنه فرکانس مشخص شده و برای به حداکثر رساندن کارآیی ضریب نفوذ موج در یک فرکانس خاص یا در یک فرکانس مشخص شده است. نتایج عددی اثربخشی روش بهینه سازی مبتنی بر شیب پیشنهاد شده را برای افزایش خواص خنثی سازی موج نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
یک روش بهینه سازی مبتنی بر گرادینت برای طراحی مواد لایه فونیک باند گاف
چکیده انگلیسی
Phononic materials with specific band-gap characteristics at desired frequency ranges are in great demand for vibration and noise isolation, elastic wave filters, and acoustic devices. The attenuation coefficient curve depicts both the frequency range of band gap and the attenuation of elastic wave, where the frequency ranges corresponding to the none-zero attenuation coefficients are band gaps. Therefore, the band-gap characteristics can be achieved through maximizing the attenuation coefficient at the corresponding frequency or within the corresponding frequency range. Because the attenuation coefficient curve is not smooth in the frequency domain, the gradient-based optimization methods cannot be directly used in the design optimization of phononic band-gap materials to achieve the maximum attenuation within the desired frequency range. To overcome this difficulty, the objective of maximizing the attenuation coefficient is transformed into maximizing its Cosine, and in this way, the objective function is smoothed and becomes differentiable. Based on this objective function, a novel gradient-based optimization approach is proposed to open the band gap at a prescribed frequency range and to further maximize the attenuation efficiency of the elastic wave at a specific frequency or within a prescribed frequency range. Numerical results demonstrate the effectiveness of the proposed gradient-based optimization method for enhancing the wave attenuation properties.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Mechanica Solida Sinica - Volume 29, Issue 4, August 2016, Pages 429-443
نویسندگان
, , ,