一维复合波入射的固-固界面接触特性分析

基于弹性波理论,针对接触面非线性相互作用,建立了一个非线性刚度模型,利用接触应力描述非线性刚度特性。引入包含基波和谐波的一维复合波入射,在二阶微扰近似以及非线性边界条件下,给出了界面的反射波和透射波的表达式,得到反射系数和透射系数。结合界面线性刚度和接触应力的幂律关系,定义了四个非线性系数。通过数值计算分析了固-固界面的非线性特性以及谐波对于接触应力的依赖性。     

井间声波场有限差分模拟

1　引　言声波场的数值模拟是研究地下地层分布的基础工作 ,通过对模拟声波场分析 ,以识别声波的性质 ,分辨一次波与层间多次反射波。本文用四阶有限差分格式对二维声波方程进行数值模拟 ,分析了吸收边界条件和界面反射波。2　理　论2 .1　声波方程及吸收边界条件设井间介质是非均匀介质 ,二维声波方程用下式描述 [1] : 2 u t2 =v2 (x,z) ( 2 u x2 2 u z2 ) fs(xs,zs) (1)式中 ,u(x,z)和 v(x,z)为点 (x,z)处介质的位移和速度 ,fs(xs,zs)为震源函数。二维井间波场的模拟是在井间有限区域内进行的 ,采用自动校正吸收边界条件 [2 ] :左边界 …     

板状粘接结构中对称和反对称纵波与界面的相互作用

为了激发粘接结构中的导波或界面波,通常需要将声波从两半无限介质同相位或反相位地同时入射多层系统。针对此问题,基于矩阵方法,推导了界面处于理想连接的情况下,对称或反对称纵波从上下半无限空间入射时,三层板状粘接结构中纵、横波的反射与透射系数表达式。分析了入射角度、粘接层厚度以及基体材料等对声波反射(或透射)特性的影响。结果表明,对称或反对称纵波垂直入射时不发生波型转换。粘接结构中声波的反射(或透射)特性与入射角度、频率以及粘接层厚度等参数密切相关。在相同的粘接层厚度(或频率)范围内,随着声波频率(或粘接层厚度)的增加,谐振频率曲线向低频漂移。该方法可作为粘接结构中体波或导波传播特性研究的重要理论基础。     

一维波在水下多层介质中传播的时域解析解

为研究水中压力波在覆盖层-钢板等介质中多次反射透射后对输入压力波的影响,采用波动理论建立一维多层介质声学模型,提出一种计算湿表面(水与覆盖层的交界面)压力的时域解析方法。该方法可以考虑波在多层介质中发生多次反射和透射的复杂情况,并得到时域解析解。针对输入为指数衰减波的情况,该方法的结果通过与有限元结果进行对比,验证了结果的正确性,将该方法的结果与只计及一、两次反射透射影响的近似结果进行对比,结果表明,对于刚性边界条件,该结果与近似结果相比吻合较好;对于气背边界和水背边界,与近似结果相比误差较大。为研究覆盖层参数的影响,对指数衰减波进行无量纲化和参数分析,分析结果表明,随着覆盖层特性阻抗的减小,压力波峰值先减小后增大再减小;随着覆盖层厚度的增大,压力波峰值逐渐减小;入射压力波衰减速度快,压力波峰值减小。该方法对于q(q≥3)层介质中波的多次反射透射分析依然适用。     

聚能射流侵彻土壤/混凝土复合目标理论研究

为了研究聚能射流对土壤/混凝土复合目标的侵彻效应,分析土壤/混凝土复合目标在聚能射流侵彻下的响应特性,通过考虑聚能射流侵彻下塑性波在靶板中的传播和衰减,以及在土壤/混凝土界面的反射和透射,分析了反射波和透射波作用下射流对土壤和混凝土的侵彻过程,研究土壤/混凝土复合目标界面效应对聚能射流侵彻的影响,建立了聚能射流侵彻土壤/混凝土复合目标的理论模型。对聚能射流侵彻单一混凝土靶和土壤/混凝土复合靶进行对比试验发现,由于反射波和透射波的影响,聚能射流对土壤/混凝土复合靶的侵彻深度反而低于对单一混凝土靶的侵彻深度。在反射波和透射波的作用下射流的侵彻速度下降,导致了对土壤/混凝土复合靶侵彻深度的降低,试验结果与理论分析一致。     

微型薄膜偏振器的理论分析

应用电磁场理论对光在金属－介质多层膜结构中沿膜层界面传播的行为进行了探讨，分别给出了ＴＥ波和ＴＭ波的复振幅的衰减常数表达式，推出了它们的消光比公式，并对其中的金属铝与介质二氧化硅组合的多层膜的偏振消光比做了计算，给出了理论上的结果。     

多孔媒质界面上声波的反射和折射

一、引言 利用地震波进行石油勘探和利用超声波检测多孔材料时,了解声波在流体饱和的多孔媒质界面上的反射和透射特性十分重要。与一般的各向同性固体不同,多孔媒质中可以有传播速度不同的三种波型(快纵波、慢纵波和切变波)[1,2],其界面上声波的反射和折射行为较为复杂。Stoll[3]曾研究过流体中传播的平面纵波入射到水饱和的沉积岩表面上的反射系数,但未具体计算在多孔媒质中的折射波的振幅,也未考虑在多孔煤质中传播的声波入射到流体(或固体)界面时的反射和折射特性。Hovem[4]在研究声波通过浸没在流体中的多孔媒质栩透射特性时,为简便地…     

声波在多层介质中传播的四端参数模型应用分析研究

声波在两种介质的交界面透射和反射时 ,借鉴机械四端参数法 ,利用声学边界条件 ,引入了四端参数矩阵 ,建立四端参数模型。通过对四端参数矩阵的分析 ,探讨了在简谐平面波垂直入射的条件下 ,声波在多层介质中的传播特性 ,并推导出声透射系数和声反射系数的一般计算公式。     

广义兰姆波的积累二次谐波发生研究

借助色散导波的部分波分析方法、二阳微扰理论及同的声非线性反射处理技术,本文对声波导中广义兰姆波的积累二次谐波发生进行了理论研究。结果表明,在一定条件下,源于声波导介质的体非线性、由文义兰姆波的部分波非线性相互作用所发生的二次谐波具有随传播距离积累增长的性质,文中给出了广义兰姆波的积累二次谐波发生所要满足的条件,并求解出相应的积累二次谐波之解析式。     

声波测井仪隔声方法及应用

声波测井是石油勘探和开发阶段必不可少的重要手段，在仪器一端声波以脉冲发射方式射人地层，这时声波沿井壁传播，在另一端被多套接收装置接收，这样通过声波首波到达的时间以及到达多套接收装置的时差来分析地层情况。这种沿地层传播的声波信号就是携带地层信息的有用信号，而井内传播的直达波，一次和多次的反射波，沿仪器内部达到接收装置的声波信号是不需要的信号，需要在仪器内采取各种方法将之衰减隔绝。本文主要就现有声波仪器的各种隔声方法及应用进行分析。     

倾斜弹性分层海底声场分布仿真研究

利用弹性抛物方程理论中的单向散射近似法处理倾斜弹性体-弹性体的边界条件,建立了不同地形条件下具有弹性分层海底的海洋环境中声场计算的新方法;经仿真分析等深度均匀海水层覆盖下具有倾斜弹性体-弹性体边界的弹性分层海洋环境中低频声场的空间分布结构,表明当弹性沉积层中纵波波速不大于1.5倍水中声速时,声压传播损失完全由海水介质参数和海底底质决定,与沉积层下界面地形关系不大,且弹性界面处有明显的界面波(Stoneley波)存在,即弹性体-弹性体界面的地形变化,基本不影响海水中的声场分布。与能量守恒方法相比较,仿真验证了文中计算方法的准确性。     

测量介质板微波吸收和反射的一种方法

本文介绍一种利用普通微波分光仪测量介质板微波吸收系数和反射特性的原理和方法。它考虑了接收器和被测介质板两个界面对微波的反射和入射的影响，对入射波、透射波和反射波强度进行了修正。对不同材料、不同厚度和不同入射角的情况有较好的区分，是测量和比较材料的一种简单实用的测量方法。     

声源强度对超谐波特性的影响

1引言 有限振幅声波在媒质中传播时将产生非线性效应.当声源的强度较大或者使用的频率较高时,由媒质引起的声波非线性特性如波形畸变、谐波滋生、非线性附加衰减等无法忽略.二次谐波成像有效地提高了超声图像的质量.但是二次谐波的强度相比基波很小,要求接收端有很好的灵敏度和动态范围,以保证接收信号的信噪比,这给实际应用带来了诸多不便.超谐波为这些谐波信号中某些分量的叠加而得[1],在一定的条件下其幅度和径向指向性等特性会优于二次谐波,有助于提高信噪比.     

反向脉冲二次谐波增强研究

1引言 自从1997年T.Christopher提出使用超声波在传播过程中产生的谐波成分进行医学成像[1]以来,谐波成像方法和技术的研究得到重视,并逐步应用到医学诊断中.由于传声介质的非线性,声波在传播过程中发生畸变,并滋生谐波,谐波的阶次越高,谐波的能量越小,信号幅度越低.二次谐波的衰减较小,具有良好的指向性,因此作为医学谐波成像的首选信号.提高二次谐波信号是二次谐波医学成像的关键技术.传统的方法使用二次谐波带通滤波器,由于滤波器的带宽和品质因素的原因,实际效果不能令人满意.本文用反向脉冲技术消除基波,增强二次谐波,提高二次谐波成像的对比度,为二次谐波成像提供有效的方法.     

亚波长位相光栅矢量衍射理论的数值计算

从麦克斯韦方程组和电磁场的边界条件出发，用矢量衍射理论的模式匹配法对亚波长位相光栅的衍射进行了数值计算，在正入射的情况下，计算了反射波和透射波的场分布，并研究了光栅的结构参数（光栅深度、基底厚度、占空比等）对反射波和透射波各级衍射效率的影响。     

固体板中SH型板波的二阶和频积累波发生

当各向同性固体板中传播的ＳＨ型板波模式饱含两个频率成分时,板材的非线性将导致二阶和频及差频声波的发生。本文在二阶近似条件下对此问题进行了研究,得到了如下结论：１）二阶差频声波不具有随传播距离积累增长的性质;２）两个ＳＨ型板波模式的阶数和频率满足一定关系时,二阶和频声波可以个具有积累增长的性质;３）二阶和频积累波声场呈对称性质。本文还给出满足边界条件和初始条件的二阶和频各累波解的解析表达式。     

弹性波在横向受限的固态声子晶体中的传输特性

对横向受限的一维固态声子晶体，得出了弹性波在其中传输时的模式数所满足的条件，并利用多层介质的转移矩阵计算了纵波入射时，不同模式下透射波的透射系数随弹性波频率变化的特点：出现声子禁带；不同模式的禁带宽度并不完全相同。横波入射时中心频率以下全为禁带，1倍中心频率以下没有透射峰出现。     

超薄弹性层低频超声频域定征方法

本文提出一种定量无损估计超薄弹性层声速、厚度和密度参数的低频超声波频域定征方法。这里“超薄”的概念是指材料厚度远小于材料中声波波长，导致在时域上材料前后界面的多次回波信号相互混迭。本文采用超声纵波垂直入射超薄层材料，分析了水浸耦合和耦合剂耦合两种情况下，材料反射波和透射波的组成，定义和推导了材料的反射与透射传递函数，提出了在最小二乘误差意义上分别使用材料传递函数幅度谱、相位谱和复谱对各参数进行反向估计的算法，分析了影响估计准确性的各种因素，研究了灵敏度函数在误差传递中的意义。实验结果表明该方法能够对厚度小于百分之一声波波长的超薄弹性层进行无损定征。     

超声──光学测量方法

一、引言 电磁波能给出目标的电磁特性,而声波则与被研究的透射介质和目标的声学特性有关。例如压力、密度、比热、绝热弹性模量、杨氏模量和其它弹性力学特性。另外,介质的粘滞性、温度分布、热弹性弛豫、晶格缺陷等是介质对声波衰减起作用的因素。由此可见、声波的传播和反射波前带有很多关于传播介质和目标的弹性力学特性的信息。所以,超声波前的显示和测量可用于材料的无损检测、医学诊断成象、超声换能器和声透镜所产生的声场的研究和设计以及水中目标的回波结构的研究。根据干涉仪的原理,应用改进的 Michelson干涉仪──激光干涉仪,…     

空气中风和声速剖面对空气声透射入水影响

在研究空气声源激发的水下声场时,通常假定空气为静止、均匀半空间,而没有考虑空气中实际声传播条件(风和声速剖面)的影响。在基于传播矩阵的快速场模型基础上,可得出计算运动介质中声传播的二维快速场模型FFP2DM,和远场近似条件下的一维快速场模型FFP1DM。用这两个模型,对空气中风和声速剖面对空气声透射入水的影响进行研究。结果表明:空气中风速剖面和声速剖面对空气中声传播有很大影响,但对于透射进入水中的声波影响很小。