تحليل انتشار امواج الاستيك درون هدايت كننده كريستال فونونيك فولاد- اپوكسي به‌كمك روش تفاضل محدود بر مبناي جابه‌جايي

Simulation of Elastic Wave Propagation through Steel/Epoxy Phononic Crystal Waveguide by Displacement-Based Finite Difference Method

به‌منظور به‌دست آوردن طيف عبور امواج در كريستال فونونيك و هدايت كننده مربوطه، يك الگوريتم جديد در اين مقاله ارائه مي‌شود. با استخراج فرم بر مبناي جابه‌جايي معادلات موج الاستيك و گسسته‌سازي آن، الگوريتم تفاضل محدود بر مبناي جابه‌جايي در حوزه زمان معرفي مي‌شود. دو مثال عددي با اين روش محاسبه و نتايج با روش مرسوم تفاضل محدود در حوزه زمان مقايسه مي‌شود. به‌علاوه هزينه محاسباتي روش جديد با روش مرسوم تفاضل محدود در حوزه زمان مقايسه شده است. اين مقايسه نشان داد كه زمان محاسباتي لازم در روش تفاضل محدود بر مبناي جابه‌جايي در حوزه زمان 40 درصد از روش مرسوم تفاضل محدود در حوزه زمان كمتر است.

In order to obtain transmission spectra through a phononic crystal as well as its waveguide, a new algorithm is presented in this paper. By extracting displacement-based forms of elastic wave equations and their discretization, Displacement- Based Finite Difference Time Domain (DBFDTD) algorithm is presented. Two numerical examples are solvcd with this method and the results are compared with the conventional Finite Difference Time Domain (FDTD) method. In addition, the computational cost of the new approach has been compared with the conventional FDTD method. This comparison showed that the computation time of the DBFDTD method is 40 percent less than that of the conventional FDTD method.