含缺陷半无限条形体中热波多重散射与温度分布

基于双曲型热传导方程,采用复变函数方法,对含圆柱缺陷半无限条形体中的热波散射进行了研究.给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,板条上下表面的边界条件是等于环境温度.分析计算了几何参量和物理参量对测试表面温度分布的影响,特别是热波波长对温度变化的影响,并给出了非透明体表面温度变化数值结果.研究成果为红外热波成像、物理反问题、内部缺陷评估等问题中的分析研究提供了理论基础和参考数据.     

300 GHz太赫兹波室内非视距散射特性研究

为分析室内建筑材料粗糙表面散射对太赫兹波的影响,采用射线跟踪法和基尔霍夫标量近似法,研究了300GHz非视距传播的散射特性,仿真分析不同的极化和粗糙参数对室内非视距传输中的散射传播影响。仿真结果表明,当粗糙参数不变时,水平极化波的接收性能比垂直极化波的性能好,随着粗糙度的增大,整个非视距区域的接收性能均提高。     

固体火箭发动机壳体脱黏缺陷的热波检测

基于热波技术,对固体火箭发动机复合材料壳体/绝热层脱黏缺陷进行检测研究,采用去除背景和分水岭方法对热图进行降噪、增强和分割处理,利用表面热斑区域的面积对缺陷尺寸进行估算,根据热图序列的时间特征计算缺陷的深度,并与声-超声检测结果进行比较.结果表明,热波技术检测速度快,20 s可对缺陷准确定位,检测结果直观;5 mm深的3个缺陷最佳检测时间均为7 s;缺陷深度通过材料参数和缺陷尺寸进行计算,且缺陷越大,误差越小;与声-超声技术相比,热波检测更适合进行定量分析.     

平板弯曲粘弹性波散射问题的研究

基于薄板粘弹性弯曲波动方程,采用复变函数方法对平板开孔弹性波的散射问题进行了研究,得到了传播稳态波时此种平板弯曲波动问题的分析解。分析了材料粘性阻尼及入射波距离对开孔弹性波散射结果的影响。作为算例,给出了平板圆形开孔的动应力集中系数的数值结果,并对计算结果进行了分析讨论。     

基于点散射地震－地质模型的地震散射波成像

地下地质条件比较复杂时,地震反射波成像效果不理想,致使常规反射地震勘探难以奏效。本文基于点散射地震 －地质模型,推导出 ２Ｄ散射波时距曲线方程,分析了地震散射波的运动学规律;在此基础上,提出了 ２Ｄ地震散射波成像的方法与技术;结合断层模型和一套实际地震资料处理,讨论了散射波地震成像的特点,并与传统反射波成像结果进行了比较,证明了该方法的有效性。     

分数布朗表面的电磁散射

讨论了理想导电的一维分数布朗表面的电磁散射问题,给出了散射系数均值和协方差的基尔霍夫解．通过数值计算得出散射能量的角分布图,分析了它们与分形维数和表面起伏的关系．     

加层半空间交界裂纹的弹性波散射—弹性层表面位移的远场研究

本文导出了加层半空间交界裂纹的弹性波散射表面位移的表达式,利用围道积分技术及付里叶积分的渐近分析研究了远场情况下,弹性层表面位移的渐近形式,这些结果表明远场情况下弹性层表面位移主要由Rayleigh—Like—Mode波组成。本文的分析方法直接可以用于多层半空间交界裂纹的弹性波散射问题。     

表面复合材料的光散射研究

本文研究了一种表面复合材料的光散射问题。运用修改过的有效介质理论及多层膜理论计算了这种表面的反射率谱,并将结果与实测值进行了比较。从而说明了复合材料中各参量是如何影响表面复合层的反射及吸收特性的。     

各向异性材料导热系数在非主方向上的转换

在研究热弹性问题时，一般对于各向异性材料，总可以找到三个主方向，并获得关于这三个主方向上的材料常数。一般在建立模型通常将坐标系选择与主方向一致，从而使问题简化。但若坐标选择与主方向不一致时，则主方向的数据必须经过转换才能适用于这类坐标系，本文给出了导热系数与主方向向非主方向转换的一般表达式。     

基于时间反转的管道导波非穿透缺陷检测数值分析

为克服现有导波检测技术对管道非穿透型小缺陷检测的不足,给出一种基于时间反转理论的管道缺陷超声导波无损检测方法.通过对含有非穿透型裂纹小缺陷的管道进行数值模拟,进一步说明了在管道导波检测时,时间反转的方法可以实现超声导波在时间-空间上的聚焦,增强检测能量,提高对小缺陷的检出能力.利用时间反转导波的空间聚焦特性还可建立时间反转导波的圆周位移分布与缺陷的周向和径向位置间的关系,为实现缺陷的三维定位奠定基础.     

基于时间反转的管道导波小缺陷检测数值分析

为克服现有导波检测技术对管道小缺陷检测的不足,给出了一种基于时间反转理论的管道缺陷超声导波无损检测方法.通过对含有裂纹及孔型小缺陷的管道进行数值模拟,进一步说明了在管道导波检测时,时间反转的方法可以实现超声导波在时间-空间上的聚焦,令由于缺陷而产生的多个转换模态同时到达缺陷位置,使原本分散在各导波模态的检测能量汇聚于缺陷处,增强检测能量,提高对小缺陷的检出能力.     

含孔Von Karman板中非线性波散射与动应力分析

基于Von Karman板大挠度弯曲理论,利用小参数摄动法,分析研究了含孔Von Karman板的非线性波射与动应力集中问题,其中一类可看成是薄板弯曲波动问题的控制方程,而另一类可模拟为弹性力学平面应力问题的基本方程,当有单频波入射时,由于弯曲应力与膜应力状态的非线性耦合,孔洞会产生高次谐波散射现象。建立了求解本问题的边界积分方程法,利用积分方程法交替求解这两类问题,最终可获得问题的近似分析解。     

等离子体覆盖导体球的电磁散射分析

建立在均匀各向异性媒质球波函数上的简化波函数理论,是求解等离子体覆盖导体球的电磁散射的基础。该文通过将电磁场角谱积分表达式中的矢量平面波用并矢平面波展开,同时把k空间的θκ、φκ进行合理地离散化,可以将等离子体中的电磁场用简化波函数的有穷级数展开。应用等离子体与自由空间分界面上电磁场切向连续和在导体球面上切向电场等于零的边界条件以及球谐矢量的正交性,可得出等离子体介质中电磁场的展开系数和散射场的散射系数。     

冲击加热半无限物体温度波效应

利用拉普拉斯变换和差分方法分别对双曲线型导热方程进行了理论求解和数值分析计算,并对热量传播速度为有限值的温度场做了物理方面的分析和讨论.结果表明,在快速瞬态导热情况下,热量传播速度对温度场的建立将产生本质的影响.     

基于含缺陷在役压力容器的模糊评定

为了确定压力容器的失效与安全程度,在精确评定的基础之上,提出了一种模糊评定方法。针对压力容器的平面缺陷的塑性与断裂评定,将评定点与通用失效评定曲线(FAC)的最小距离,转化为模糊程度因子,并根据模糊评定的隶属度,建立模糊评定模型,从而得出压力容器平面缺陷的失效与安全程度。进而采用综合评定方法可对容器的整体缺陷的失效与安全程度进行评定。该评定方法的结果直观、准确、可靠,也可以用于类似对象的评定与控制。     

基于设计地震动的地震波斜入射波动输入研究

为建立反映地表非一致性运动的地震动场、建立斜入射地震波与设计地震动之间的联系,将地表设计地震动分量看作斜入射的SV波和P波的叠加,根据固体介质中波的传播理论推导了斜入射SV波和P波时程与设计地震动分量的关系,结合粘弹性人工边界,得到了反映设计地震动的地震波斜入射条件下的解析方式,以此为基础建立了时域计算分析模型.半空间算例验证了该方法具有较好的精度,地表面各点的运动具有非一致特征.为计算大跨度结构非均匀地震动输入情况下的动力响应提供了一种有效的方法.     

界面贴合型缺陷的超声红外热波检测与识别

为了实现对复合材料内部界面贴合性缺陷的快速检测和识别,采用超声红外热波方法进行了检测研究.建立了一个含有表面微裂纹、边缘垂直裂纹、分层、脱粘等4种缺陷类型界面贴合型缺陷的复合材料有限元模型,进行了超声热波检测数值仿真.并分别制作了碳纤维增强复合材料分层损伤试件、玻璃纤维复合材料疲劳裂纹试件和T700/BA202环氧树脂基复合材料冲击损伤试件,开展了超声红外热波检测实验和缺陷识别研究.结果表明,超声热波方法适合于复合材料裂纹、分层、冲击损伤等界面贴合型缺陷的快速检测和识别,而对脱粘等非界面贴合型缺陷则无检测效果.微小裂纹(≤0.001 m)可以被检测出,对浅表面(0.001 m深)缺陷的识别精度达95％,且裂纹越长,裂纹面越大越容易被检出,对0.002 m长的裂纹的检测误差为13.88％,与超声C扫方法相比,超声热波方法对冲击损伤大小的识别误差为5.7％.     

基于弹性介质模型的近地表波场模拟及分析

为研究近地表波场特征,特别是瑞雷面波的波场特征,即瑞雷面波的形成机理及传播规律,根据弹性波方程,采用交错网格有限差分算法对基于浅层各向同性弹性介质模型的近地表波场进行了模拟和分析。利用对均匀半空间模型的模拟,分析了瑞雷面波能量在水平和垂直传播方向上的衰减情况以及震源埋深对面波能量的影响;利用对不同均匀层状介质模型的模拟,分析了瑞雷面波的基本特性及近地表构造对波场的影响。