Designing phononic crystal with anticipated band gap through a deep learning based data-driven method

Li, Xiang; Ning, Shaowu; Liu, Zhanli; Yan, Zeng; Luo, Chengcheng; Zhuang, Zhuo

doi:10.1016/j.cma.2019.112737

Cited by 128 publications

(53 citation statements)

References 85 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Li et al. (2020) proposed a DL model composed of an AE and an MLP to solve the topological design of 2D periodic structures with consideration of no change in materials. We use the existing method (Li et al., 2020) to solve our problem.…”

Section: Discussion and Resultsmentioning

confidence: 99%

“…(2020) proposed a DL model composed of an AE and an MLP to solve the topological design of 2D periodic structures with consideration of no change in materials. We use the existing method (Li et al., 2020) to solve our problem. The encoder and decoder of the AE are the same as those of the CVAE as shown in Figure 7a, and the dimension of the input of the AE's decoder is the same as that of the CVAE's decoder, which is three.…”

Section: Discussion and Resultsmentioning

confidence: 99%

“…Li et al. (2020) proposed a DL model composed of an AE and an MLP to design periodic structures without consideration of the material changes.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

A deep learning model for the topological design of 2D periodic wave barriers

Liu

2021

Computer aided Civil Eng

View full text Add to dashboard Cite

This study presents a new deep learning (DL) model to design topological configurations of periodic wave barriers to meet different target frequencies and site conditions. The new DL model is composed of an auto‐encoder (AE) and a conditional variational AE, and 230,000 sets of data are generated for training, validating, and testing it. The designed results are in good agreement with the targets, and it only takes a few seconds to complete a design. Two barriers are designed by the proposed method for two practical examples, and the vibrations in peak frequency ranges are attenuated. The DL model makes the design of periodic wave barriers smarter and more efficient.

show abstract

Section: Discussion and Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Discussion and Resultsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

A deep learning model for the topological design of 2D periodic wave barriers

Liu

2021

Computer aided Civil Eng

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…With the development of science and technology, high-performance structural materials have become more and more desired in the engineering fields. In this regard, mechanical metamaterials are increasingly popular in the research community [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ]. The negative Poisson’s ratio (NPR) tube is a typical mechanical metamaterial, which expands (shrinks) transversely under axial compression (tension).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The 3D-Printed Honeycomb Metamaterials Tubes with Tunable Negative Poisson’s Ratio for High-Performance Static and Dynamic Mechanical Properties

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The synthesized understanding of the mechanical properties of negative Poisson’s ratio (NPR) convex–concave honeycomb tubes (CCHTs) under quasi-static and dynamic compression loads is of great significance for their multifunctional applications in mechanical, aerospace, aircraft, and biomedical fields. In this paper, the quasi-static and dynamic compression tests of three kinds of 3D-printed NPR convex–concave honeycomb tubes are carried out. The sinusoidal honeycomb wall with equal mass is used to replace the cell wall structure of the conventional square honeycomb tube (CSHT). The influence of geometric morphology on the elastic modulus, peak force, energy absorption, and damage mode of the tube was discussed. The experimental results show that the NPR, peak force, failure mode, and energy absorption of CCHTs can be adjusted by changing the geometric topology of the sinusoidal element. Through the reasonable design of NPR, compared with the equal mass CSHTs, CCHTs could have the comprehensive advantages of relatively high stiffness and strength, enhanced energy absorption, and damage resistance. The results of this paper are expected to be meaningful for the optimization design of tubular structures widely used in mechanical, aerospace, vehicle, biomedical engineering, etc.

show abstract

“…Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να αξιοποιηθούν και στην μελέτη των ζωνών αποκοπής κυμάτων, όπου η ανάλυση τεράστιου όγκου δεδομένων από υπολογισμούς με χρήση τεχνικών εκπαίδευσης, οδηγεί στον σχεδιασμό κατάλληλης γεωμετρίας. [82] Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή προσανατολίζεται στην μελέτη και τον σχεδιασμό διαφόρων μικροδομών ικανών να ανακόψουν της διάδοση του κύματος σε ένα πλέγμα ή μία κατασκευή. Ο σχεδιασμός τους θα πραγματοποιηθεί με χρήση διαφόρων τεχνικών με σκοπό να μελετηθεί η συμπεριφορά της κατασκευής κάτω από διάφορες συνθήκες και η επίδραση τους στην δημιουργία των ζωνών band gaps.…”

Section: εικόνα 2: σύστημα ελέγχου προβόλου δοκού με χρήση πιεζοηλεκτρικών υλικώνunclassified

Σχεδιασμός Μικροδομής Ευφυών Υλικών Και Κατασκευών Με Χρήση Βελτιστοποίησης

Κουτσιανίτης¹

View full text Add to dashboard Cite

Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι να αναπτυχθούν μέθοδοι και τεχνικές ο οποίες είναι ικανές να βοηθήσουν στον σχεδιασμό κατασκευών για την καλύτερη συμπεριφορά σε δυναμικά φαινόμενα. Τα φίλτρα απόσβεσης είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία στον τομέα της μηχανικής καθώς η δυναμική συμπεριφορά των κατασκευών είναι αρκετά πιο σύνθετη και πολυδιάστατη σε σχέση με τα στατικά προβλήματα. Για τον λόγο αυτό, η βασική ιδέα της εργασίας ήταν αρχικά να διερευνηθούν, αναλυθούν και μοντελοποιηθούν εργαλεία τα οποία θα μας οδηγούσαν σε πρωτότυπες λύσεις για την αντιμετώπιση δυναμικών φαινομένων που προκαλούνται σε μία κατασκευή. Ο πρώτος στόχος ήταν να δημιουργηθούν τα απαραίτητα μοντέλα τα οποία να επιλύουν με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων προβλήματα στο πεδίο των συχνοτήτων όπου δίνει τη δυνατότητα μελέτης της δυναμικής συμπεριφοράς σε περισσότερες από μία συχνότητες. Έτσι, δίνεται η δυνατότητα να σχεδιαστούν κατασκευές τέτοιες ώστε να μειώνουν τις ταλαντώσεις σε συγκεκριμένες συχνότητες. Οι προκλήσεις των δυναμικών φαινομένων όμως είναι πολύ μεγάλες, και δεν περιορίζονται σε μία συχνότητα. Για τον λόγο αυτό μελετήθηκαν τεχνικές οι οποίες βοηθούν στην δυναμική συμπεριφορά της κατασκευής για ένα μεγαλύτερο εύρος συχνοτήτων. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε και αναπτύχθηκε η μέθοδος που βασίζεται στην θεωρία του Bloch κατά την οποία δίνεται η δυνατότητα να υπολογιστούν εύρη συχνοτήτων κατά τα οποία το κύμα που διαδίδεται εντός του στερεού αποσβένεται και δεν διαπερνά την κατασκευή με αποτέλεσμα να μην ταλαντώνεται. Βασιζόμενοι στις δύο παραπάνω θεωρίες, χρησιμοποιήθηκαν διάφορα εργαλεία με σκοπό να μπορέσουν να μειωθούν οι ταλαντώσεις στο πεδίο των συχνοτήτων καθώς και να αυξηθούν τα εύρη αυτών των κενών τα οποία δεν επιτρέπουν την διάδοση των κυμάτων. Κύρια βάση για να επιτευχθούν τα παραπάνω ήταν να διερευνηθούν οι επιδράσεις που έχουν σε τέτοια φαινόμενα οι διάφορες γεωμετρικές ή μηχανικές μεταβολές των κατασκευών όπου μελετάται πως επιδρά η μεταβολή της γεωμετρίας της κατασκευής ή οι αλλαγές του υλικού, η χρήση σύγχρονων σχεδίων με ειδικές ιδιότητες όπως τα αυξητικά υλικά που έχουν επιδράσεις πάνω σε τέτοια φαινόμενα ή ακόμα και η χρήση σύγχρονων μεθόδων απόσβεσης ταλαντώσεων παθητικού ελέγχου με την δημιουργία ευφυών κατασκευών με πιεζοηλεκτρικά υλικά. Τέλος, οι απαιτήσεις των σύγχρονων δεδομένων καθώς και οι ρυθμοί εξέλιξης των προϊόντων επιβάλλουν την δημιουργία βέλτιστων λύσεων. Για τον λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν αλγόριθμοι βελτιστοποίησης, κλασσικοί καθώς και αλγόριθμοι τοπολογικής βελτιστοποίησης με σκοπό να δημιουργηθούν οι μικροδομές που οδηγούν στα επιθυμητά αποτελέσματα, λαμβάνοντας υπόψη και τις σύγχρονες τεχνικές τρισδιάστατης εκτύπωσης.

show abstract

Designing phononic crystal with anticipated band gap through a deep learning based data-driven method

Cited by 128 publications

References 85 publications

A deep learning model for the topological design of 2D periodic wave barriers

A deep learning model for the topological design of 2D periodic wave barriers

The 3D-Printed Honeycomb Metamaterials Tubes with Tunable Negative Poisson’s Ratio for High-Performance Static and Dynamic Mechanical Properties

Σχεδιασμός Μικροδομής Ευφυών Υλικών Και Κατασκευών Με Χρήση Βελτιστοποίησης

Contact Info

Product

Resources

About