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A stable, unified model for resonant Faraday cages

Authors :
Jean-Jacques Marigo
Eric Lunéville
Agnès Maurel
Jean-François Mercier
Kim Pham
Bérangère Delourme
Laboratoire Analyse, Géométrie et Applications (LAGA)
Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Nord
Propagation des Ondes : Étude Mathématique et Simulation (POEMS)
Inria Saclay - Ile de France
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Unité de Mathématiques Appliquées (UMA)
École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de mécanique des solides (LMS)
École polytechnique (X)-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Laue-Langevin (ILL)
ILL
École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)
Institut des Sciences de la mécanique et Applications industrielles (IMSIA - UMR 9219)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-EDF R&D (EDF R&D)
EDF (EDF)-EDF (EDF)
École polytechnique (X)-Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-EDF R&D (EDF R&D)
Institut Langevin, ESPCI Paris - PSL (IL)
ENSTA, IMSIA, Institut Polytechnique de Paris
Source :
Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Royal Society, The, 2021, 477 (2245), pp.20200668. ⟨10.1098/rspa.2020.0668⟩, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2021, 477 (2245), pp.20200668. ⟨10.1098/rspa.2020.0668⟩, Proc Math Phys Eng Sci
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

We study some effective transmission conditions able to reproduce the effect of a periodic array of Dirichlet wires on wave propagation, in particular when the array delimits an acoustic Faraday cage able to resonate. In the study of Hewett & Hewitt (2016 Proc. R. Soc. A 472 , 20160062 ( doi:10.1098/rspa.2016.0062 )) different transmission conditions emerge from the asymptotic analysis whose validity depends on the frequency, specifically the distance to a resonance frequency of the cage. In practice, dealing with such conditions is difficult, especially if the problem is set in the time domain. In the present study, we demonstrate the validity of a simpler unified model derived in Marigo & Maurel (2016 Proc. R. Soc. A 472 , 20160068 ( doi:10.1098/rspa.2016.0068 )), where unified means valid whatever the distance to the resonance frequencies. The effectiveness of the model is discussed in the harmonic regime owing to explicit solutions. It is also exemplified in the time domain, where a formulation guaranteeing the stability of the numerical scheme has been implemented.

Details

Language :
English
ISSN :
20160062, 13645021, and 14712946
Database :
OpenAIRE
Journal :
Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Royal Society, The, 2021, 477 (2245), pp.20200668. ⟨10.1098/rspa.2020.0668⟩, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2021, 477 (2245), pp.20200668. ⟨10.1098/rspa.2020.0668⟩, Proc Math Phys Eng Sci
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ff424ca34e2dc0454fc2ad72a5f7bfc0