Dispersion and Directional Attenuation in Periodic Acoustic-Black-Hole Plates

Project publication · Applied Sciences

Summary

El estudio analiza cómo la geometría y la conexión entre regiones de espesor reducido controlan la propagación y la atenuación direccional de ondas flexionales en placas periódicas con agujeros negros acústicos (ABH).

Seis placas: uniforme, inclusiones circulares y elípticas aisladas, bandas cruzadas y dos redes interconectadas
Figura 1. Las seis topologías de placa comparadas. Source: Mehrem et al. (2026), CC BY 4.0. DOI CC BY 4.0

Main contribution

Se comparan seis topologías con un modelo de Kirchhoff-Love de espesor variable. El cálculo de dispersión por diferencias finitas y condiciones de Bloch se contrasta con un método de Ritz enriquecido y con la solución analítica de la placa uniforme. Las simulaciones de conjuntos finitos de 10 por 10 celdas permiten estudiar la transmisión.

Resultados y alcance

Las conexiones entre zonas delgadas amplían los intervalos direccionales de atenuación frente a las inclusiones aisladas. La red elíptica alargada e interconectada ofrece la mayor atenuación de los casos analizados. Son resultados numéricos: las tolerancias de fabricación, los apoyos y el amortiguamiento requieren validación experimental.

Link with BoND1

El artículo reconoce expresamente la financiación de BoND1 y aporta métodos de modelado y control de propagación acústica relacionados con las capacidades del equipo en sensórica y comunicaciones acústicas. Su alcance concreto son las ondas flexionales en placas; no presenta una red IoT ni un enlace submarino ya implementado.

PublisherDOIPDFUPCT Repository

Project publication · Applied Sciences

Summary

The study examines how the geometry and connectivity of thinned regions control flexural-wave propagation and directional attenuation in periodic acoustic-black-hole (ABH) plates.

Six plates: uniform, isolated circular and elliptical inclusions, crossed strips and two interconnected networks
Figure 1. The six plate topologies compared. Source: Mehrem et al. (2026), CC BY 4.0. DOI CC BY 4.0

Bibliometric indicators

JCR quartileQ2
Impact factor2.9
Google Scholar citations0
JCR area
Engineering, Multidisciplinary
JCR year
2025
Scholar query
26 October 2026

Main contribution

Six topologies are compared using a variable-thickness Kirchhoff-Love model. Finite-difference Bloch dispersion is checked against an enriched Ritz method and the analytical uniform-plate solution. Finite 10 by 10 cell simulations connect dispersion with transmission.

Results and scope

Connections between thinned regions widen directional attenuation intervals compared with isolated inclusions. The cross-connected elongated elliptical network provides the strongest attenuation among the studied configurations. These are numerical findings: manufacturing tolerances, supports and damping still require experimental validation.

Link with BoND1

The paper explicitly acknowledges BoND1 funding and contributes acoustic propagation modelling and control methods related to the team’s sensing and acoustic-communication expertise. Its specific scope is flexural waves in plates; it does not demonstrate an implemented IoT network or underwater link.

PublisherDOIPDFUPCT Repository

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