افت انتقال صوت در یک پوسته استوانه ای ساخته شده از مواد مدرج تابعی با وصله های پیزوالکتریک

در این پژوهش، به بررسی افت انتقال صوت در یک پوسته استوانه ای ساخته شده از مواد مدرج تابعی همراه با وصله های پیزوالکتریک با استفاده از نظریه میدان جابجایی برشی مرتبه اول پرداخته شده است. همچنین فرض شده است که پوسته استوانه ای ساخته شده از مواد مدرج تابعی ترکیبی از سرامیک و فلز باشد و به وسیله مدل تابع توانی، خواص مواد در جهت ضخامت آن متغیر در نظر گرفته شده است. قابل ذکر است که از وصله های پیزوالکتریک در بیرون و داخل پوسته به عنوان عملگر و سنسور استفاده شده است. کل سازه در یک محیط آکوستیکی حاوی هوا غوطه ور است و تحت برخورد امواج آکوستیکی با زاویه برخورد مشخص قرار گرفته است. معادلات دینامیکی سازه با استفاده از فرضیه میدان جابجایی برشی مرتبه اول پوسته ها، اصل همیلتون و شرایط مرزی سیال/سازه استخراج شده اند. با استفاده از سری فوریه، فشار های صوت برخوردی، برگشتی و خروجی و جابجایی های پوسته، معادلات دینامیکی گسسته سازی شده و به فرم ماتریس حالت ارایه شده اند. بعد از اعتبارسنجی نتایج، نهایتا اثرات ولتاژ اعمالی از طرف وصله های پیزوالکتریک، درصد مواد مدرج تابعی، تعداد وصله های پیزوالکتریک، زاویه برخورد بر رفتار افت انتقال صوت سازه در محدوده فرکانسی مشخصی مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج نشان داد که با افزایش پارامتر ایندکس تابع توانی افت انتقال صوت در محدوده فرکانس پایین کاهش می یابد. همچنین ولتاژ اعمالی قادر به بهبود افت انتقال صوت در سازه خصوصا در نواحی فرکانس بالا بوده است.