1. Spatial Laplace transform for complex wavenumber recovery and its application to the analysis of attenuation in acoustic systems
- Author
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Jean-Philippe Groby, Amey Khanolkar, Nicholas Boechler, Alan Geslain, Claire Prada, P. Leclaire, Aroune Duclos, Samuel Raetz, M. Abi Ghanem, Morgan Hiraiwa, Samuel P. Wallen, Jérôme Laurent, Département de Recherche en Ingénierie des Véhicules pour l'Environnement [Nevers] (DRIVE), Université de Bourgogne (UB)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans (LAUM), Le Mans Université (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Mechanical Engineering [University of Washington], University of Washington [Seattle], Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California (UC), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Langevin - Ondes et Images (UMR7587) (IL), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Recherche en Ingéniérie des Véhicules pour l'Environnement (DRIVE), Université de Bourgogne (UB), Abi Ghanem, Maroun, Laboratoire d'acoustique de l'université du Mans ( LAUM ), Le Mans Université ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Department of Mechanical Engineering, University of Washington, Seattle, WA 98195, United States, affiliation inconnue, The Nobel Institute for Neurophysiology, Karolinska Institutet [Stockholm], ESPCI ParisTech, Département de Recherche en Ingéniérie des Véhicules pour l'Environnement ( DRIVE ), Université de Bourgogne ( UB ), LMAc project DECIMAP, LMAc project PAVNat, U.S. National Science Foundation CMMI-1333858, U.S. Army Research Office W911NF-15-1-0030, University of Washington Royalty Research Foundation, National Science Foundation DGE-1256082, ANR-13-BS09-0003,Metaudible,Conception de Metamatériaux absorbants le son dans la gamme audible ( 2013 ), LABEX WIFI (Laboratory of Excellence within the French Program 'Investments for the Future') under references ANR-10-LABX-24 and ANR-10-IDEX-0001-02 PSL*,LABEX WIFI (Laboratory of Excellence within the French Program 'Investments for the Future') under references ANR-10-LABX-24 and ANR-10-IDEX-0001-02 PSL, Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université de Bourgogne (UB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Le Mans Université (UM), Sorbonne Université (SU)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-13-BS09-0003,Metaudible,Conception de Metamatériaux absorbants le son dans la gamme audible(2013), and ANR-10-LABX-0024,WIFI,Institut Langevin : Ondes et Images, du Fondamental à l'Innovation(2010)
- Subjects
Wave propagation ,[SPI] Engineering Sciences [physics] ,Acoustics ,Generation ,General Physics and Astronomy ,Tortuosity ,01 natural sciences ,Crystals ,[PHYS] Physics [physics] ,Scattering ,[SPI]Engineering Sciences [physics] ,0103 physical sciences ,Wavenumber ,Acoustic wave equation ,Damping Ratio ,010306 general physics ,Dispersion (water waves) ,Propagation ,010301 acoustics ,Physics ,[PHYS]Physics [physics] ,[ PHYS ] Physics [physics] ,Laplace transform ,Attenuation ,Velocity Lamb Modes ,Acoustic wave ,Dispersion ,Saturated Porous-Media ,Parameters ,Acoustic attenuation - Abstract
International audience; We present a method for the recovery of complex wavenumber information via spatial Laplace transforms of spatiotemporal wave propagation measurements. The method aids in the analysis of acoustic attenuation phenomena and is applied in three different scenarios: (i) Lamb-like modes in air-saturated porous materials in the low kHz regime, where the method enables the recovery of viscoelastic parameters; (ii) Lamb modes in a Duralumin plate in the MHz regime, where the method demonstrates the effect of leakage on the splitting of the forward S-1 and backward S-2 modes around the Zero-Group Velocity point; and (iii) surface acoustic waves in a two-dimensional microscale granular crystal adhered to a substrate near 100 MHz, where the method reveals the complex wave-numbers for an out-of-plane translational and two in-plane translational-rotational resonances. This method provides physical insight into each system and serves as a unique tool for analyzing spatiotemporal measurements of propagating waves. Published by AIP Publishing.
- Published
- 2016
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