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임의 방향 입사 지진파 제어를 위한 그래디언트 굴절률 음향 메타구조
대표 URL https://doi.org/10.1016/j.eml.2022.101949
작성자 관리자 게시일 2023.02.13 조회수 263

중국 난징대학교의 Yan-Feng Chen 교수팀은 임의 방향에서 입사하는 레일리파로부터 대상 건축물을 보호할 수 있도록 해당 레일리파의 진행 경로를 바꿔줄 수 있는 그래디언트 굴절률 음향 메타구조를 제안하였다. 종래의 연구에서는 음향 결정의 밴드갭을 이용하여 지진파를 차단하는 기술이 많이 연구되었는데 이와 같은 밴드갭은 지진파의 진행 방향에 따라 다른 데다가 저주파 밴드갭의 대역폭은 일반적으로 좁기 때문에 임의 방향 보호를 위한 대역폭은 훨씬 더 좁다는 문제점이 있었다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 음향 결정의 차단 대역을 이용하여 지진파를 반사하는 대신 투과 대역을 이용하되 지진파의 전파 경로를 건축물로부터 빗겨나가게 함으로써 보다 넓은 대역에서 건축물을 보호할 수 있는 기술을 연구하였다. 본 연구에서는 강철과 콘크리트 같은 일반적인 건축 자재를 기반으로 메타구조를 설계하였고 4 ~ 20 Hz의 주파수 대역에서 레일리파를 15 ~ 30 dB 수준 억제할 수 있음을 수치해석을 통해 확인하였다. 

 

출처: Chen, H. Y., Qin, Z. H., Liang, S. N., Li, X., Yu, S. Y., & Chen, Y. F. (2023). Gradient-index surface acoustic metamaterial for steering omnidirectional ultra-broadband seismic waves. Extreme Mechanics Letters, 58, 101949. 

 

[담당자: 최해진(haejin_choi_1120@kimm.re.kr, 7997)]

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