近日,力学与航空航天学院研究生王喆在颗粒材料能量超传递及应力波传播行为方面取得研究进展,相关成果以“Supratransmission phenomenon and the dissipation mechanism of stress wave in ordered granular material”为题发表在颗粒学领域期刊《Particuology》上。我院硕士研究生王喆为第一作者,王蕉副教授为通讯作者。

图1. 论文首页
颗粒材料广泛地存在于自然界与工业界当中,具有十分复杂的力学行为,近年来,以颗粒材料为基体进行超材料的设计和制备已成为研究热点。部分颗粒材料受到周期激励时能量传递效率在特定频率范围内呈现出剧烈的波动现象,讨论该现象产生的频谱范围及其峰值和谷值的影响因素对于隔声、隔振超材料的设计和制备具有指导意义。
研究小组采用离散单元法,研究了一类非对称平面四方堆积颗粒材料在0-2000 Hz范围内的能量传递行为,从整体角度讨论了其适用范围及影响因素,并从颗粒角度讨论了其传播机理。相比于以往模型,该模型在特定频率范围内的剧烈波动呈现周期性,并在高频区域产生了一个特殊的耗散频带。

图2. 图形摘要
该研究受到国家自然科学基金重大项目 (Nos.: 12192210, 12192211)和国家自然科学基金面上项目(No.: 12072297,12272327)的支持。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.partic.2025.02.020