当前位置: X-MOL 学术Int. J. Struct. Stab. Dyn. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Forest Trees as Naturally Available Seismic Metamaterials: Low Frequency Rayleigh Wave with Extremely Wide Bandgaps
International Journal of Structural Stability and Dynamics ( IF 3.0 ) Pub Date : 2020-12-16 , DOI: 10.1142/s0219455420430142
Muhammad 1 , Tingkai Wu 2 , C. W. Lim 1
Affiliation  

This paper presents a comprehensive study and it concludes that the resonance of forest trees with properly aligned conditions precisely working as naturally available locally resonant metamaterials that are equipped with wonderful capability of generating low frequency extremely wide bandgaps in the earthquake frequency range of interest. At the geophysical scale, the propagation of Rayleigh wave in the soft sedimentary soil basin experiences strong wave attenuation when the longitudinal resonant modes of trees are coupled with vertical component of the Rayleigh wave that mimic wave hybridization phenomena. A finite element-based numerical technique is adopted and we considered a total of 10 cases where spacing, height, thickness and mechanical properties of resonant trees are varied to study the Rayleigh wave propagation and attenuation mechanism. The trapping and/or mode conversion of Rayleigh wave by resonant trees is observed as dominant phenomena for wave attenuation. A time history analysis is conducted based on an actual earthquake record to validate the performance and efficiency of the bandgaps. The effects of ground stiffness, resonant tree mechanical and geometric properties on the bandgaps are also discussed. The study explores another peculiar characteristic of the forest trees that controls the propagation of seismic wave to protect a region from earthquake hazards. Our study may motivate the relevant organizations, authorities and global communities on the needs of forestation to reduce the earthquake catastrophe.



中文翻译:

作为天然可用地震超材料的林木:带隙极宽的低频瑞利波

本文进行了全面的研究,得出的结论是,在适当对准的条件下,林木的共振可以精确地用作天然可用的局部共振超材料,具备在感兴趣的地震频率范围内产生低频极宽带隙的出色能力。在地球物理尺度上,当树木的纵向共振模态与模拟波杂交现象的瑞利波垂直分量耦合时,瑞利波在软沉积土盆地中的传播会受到强烈的波衰减。采用了基于有限元的数值技术,我们总共考虑了10种情况,其中间距,高度,改变共振树的厚度和力学性能,以研究瑞利波的传播和衰减机理。共振树对瑞利波的捕获和/或模转换被认为是波衰减的主要现象。根据实际地震记录进行时程分析,以验证带隙的性能和效率。还讨论了地面刚度,共振树机械和几何特性对带隙的影响。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。共振树对瑞利波的捕获和/或模转换被认为是波衰减的主要现象。根据实际地震记录进行时程分析,以验证带隙的性能和效率。还讨论了地面刚度,共振树机械和几何特性对带隙的影响。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。共振树对瑞利波的捕获和/或模转换被认为是波衰减的主要现象。根据实际地震记录进行时程分析,以验证带隙的性能和效率。还讨论了地面刚度,共振树机械和几何特性对带隙的影响。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。根据实际地震记录进行时程分析,以验证带隙的性能和效率。还讨论了地面刚度,共振树机械和几何特性对带隙的影响。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。根据实际地震记录进行时程分析,以验证带隙的性能和效率。还讨论了地面刚度,共振树机械和几何特性对带隙的影响。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。该研究探索了林木的另一个特殊特征,该特征控制着地震波的传播,以保护该地区免受地震危害。我们的研究可能会激发有关组织,当局和全球社区对造林的需求,以减少地震灾难。

更新日期:2021-01-25
down
wechat
bug