Modelo numérico de propagação de ondas em estruturas homogêneas e periódicas

Abstract

Metamateriais são materiais com propriedades físicas artificialmente projetadas de modo a se realçar alguma característica, como por exemplo, bandas de isolamento de vibração (Band Gap). Materiais com tais propriedades começaram a ser estudados para aplicações de ondas eletromagnéticas na segunda metade do século XX, quando temos a primeira concepção de metamaterial. Mais recentemente, iniciou-se o estudo de metamateriais para aplicações de ondas mecânicas, com diversas aplicações na área de controle de ruído e vibroacústica. De maneira análoga, um metamaterial acústico funciona como um absorvedor dinâmico de vibrações que atua em um intervalo de frequências ao invés de atuar em apenas uma frequência específica. A proposta deste trabalho é estudar a propagação de ondas em estruturas periódicas, tipicamente utilizadas em metamateriais, através de um modelo de elementos finitos no software Ansys Mechanical APDL. As matrizes de massa e rigidez são extraídas para a obtenção da matriz de rigidez dinâmica. Com a matriz de rigidez dinâmica é possível extrair informações como número e modo de onda e dessa forma analisar e projetar a banda de frequência em que o metamaterial atua.