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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Non-Hermitian elastic waveguides with piezoelectric feedback actuation: non-reciprocal bands and skin modes

Texto completo
Autor(es):
Braghini, Danilo [1] ; Villani, Luis G. G. [2] ; Rosa, Matheus I. N. [3] ; Arruda, Jose R. de F. [1]
Número total de Autores: 4
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Estadual Campinas, Sch Mech Engn, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil
[2] Univ Fed Espirito Santo, Dept Mech Engn, BR-29075910 Vitoria, ES - Brazil
[3] Univ Colorado, Dept Mech Engn, Boulder, CO 80309 - USA
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS; v. 54, n. 28 JUL 15 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

In this work, we investigate non-Hermitian (NH) elastic waveguides with periodically applied proportional feedback efforts, implemented through piezoelectric sensors and actuators. Using one-dimensional spectral models for longitudinal motion, it is shown that dispersion diagrams of this family of structures exhibit non-reciprocal imaginary frequency components, manifesting as wave attenuation or amplification along opposite directions for all Bloch bands (BBs). The effects of positive and negative proportional feedback, as well as local and non-local actuation are investigated. Overall, switching the sign of the feedback effort inverts the amplification direction, while increasing the degree of non-locality produces splitting of the BBs into multiple bands with interchanging non-reciprocal behavior. Furthermore, skin modes localized at the boundaries of finite domains are investigated and successfully predicted by the winding number of the complex dispersion bands. These results contribute to recent efforts in designing metamaterials with novel properties associated with the physics of non-Hermitian systems, which may find fruitful technological applications relying on vibration and noise control, wave localization, filtering and multiplexing. (AU)

Processo FAPESP: 19/20235-9 - Investigando modos topológicos em guias de onda acústicos e elásticos unidimensionais
Beneficiário:Danilo Braghini
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 18/15894-0 - Projeto e otimização de estruturas periódicas para aprimoramento de desempenho vibroacústico
Beneficiário:Carlos de Marqui Junior
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 20/07703-0 - Dinâmica de estruturas elásticas quasi-periodicas
Beneficiário:Luis Gustavo Giacon Villani
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado