Atalet artırımı yöntemiyle fonon bant aralıkları gösteren düzlemsel periyodik yapıların tasarımı ve analizi

Bu tezde atalet artırım mekanizmalarıyla oluşturulmuş iki boyutlu periyodik bir yapı tasarlanmıştır. Bu yapının düşük frekanslarda derin ve geniş fonon bant aralığı göstermesi adına eniyileme çalışması yapılmıştır. Dalga iletiminin engellenmesi ve sonuç olarak mekanik titreşimlerin sönümlenmesi amaçlanmıştır. Literatürde bant aralığı elde etmek için genellikle Bragg saçılımı ve rezonans saçılımı yöntemleri kullanılmıştır. Bu çalışmada, bu yöntemlere alternatif olarak atalet artırım yöntemi kullanılmıştır. Farklı atalet artırım mekanizmaları incelenmiştir. Daha sonra, iki boyutlu periyodik yapının oluşturulmasında seçilen atalet artırım mekanizmasına eşdeğer olan tek boyutlu dağıtık parametreli model kullanılmıştır. Tek boyutlu modelin ilk iki doğal frekansı analitik olarak bulunmuştur. Bu model, ilk iki doğal frekansı arasında bant aralığı gösterecek şekilde tasarlanmıştır. Fakat, doğal frekansları daha doğru bir şekilde hesaplamak ve modelin eniyilemesini yapabilmek için, sonlu elemanlar analizi uygulanmıştır. İki boyutlu periyodik yapı, iki farklı tek boyutlu birim modelin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Bu modellerin, iki boyutlu yapıda, düşük frekanslarda derin ve geniş bant aralığı elde edilecek şekilde eniyilemesi yapılmıştır. Tek boyutlu birim modellerin ve iki boyutlu yapının prototipleri üretilmiştir, ve bu yapıların frekans cevapları deneysel modal analiz ile bulunmuştur. Deneysel ve nümerik frekans cevapları sonuçları tutarlı bulunmuştur, dolayısıyla iki boyutlu yapının geniş ve derin bir bant aralığının olduğu doğrulanmıştır.