斜入射下粘接界面的反射特性

在粘接界面具有弹簧模型的连接条件下,利用粘接层界面的单次反射和透射推导了反射系数的模与入射角的关系,研究了粘接材料的改变对界面反射特性的影响,以及弱粘接条件下超声波的反射系数的模随着不同刚度比和入射角的变化规律.数值模拟结果表明:横波入射时,存在临界角,反射系数的模在临界角附近变化较大;临界角随上层材料的不同而变化,反射系数的模在临界角处取得极小值;界面脱粘时,随着临界角增大,反射系数模的最小值逐渐减小;在弱粘接条件下,随着界面刚度比减小,当入射角度小于某角度时,反射系数的模整体变大.     

黏接结构中超声波的能量反射与透射特性

针对黏接结构中超声波的能量反射与透射机理问题,研究了板状黏接结构界面为理想连接时,纵波以不同角度入射下的声波与界面的相互作用.分析了入射角度、频厚积对声波能量反射与透射特性的影响.结果表明:当纵波垂直入射时,不发生波型转换;随着频厚积的增大,纵波的能量反射与透射系数曲线出现明显的周期性谐振.当纵波倾斜入射时,波型转换会发生;随着频厚积的增大,纵波与横波的能量反射与透射系数无周期性谐振现象.当入射角小于90°时,纵波的位移势反射系数始终大于能量反射系数,而横波的位移势反射系数与能量反射系数曲线随着角度的增大会出现交叉.     

浅部地下洞穴的瑞利波散射数值分析

均匀半无限体中表面源激发的浅部波场由瑞利波主导且能量主要分布于一个波长深度,当瑞利波遇浅部洞穴时,瑞利波不能保持原有传播特性,波会在洞穴边界发生散射。为了分析这一现象,本文采用轴对称模型,数值模拟均匀半空间中洞穴散射波场响应。由偏移距-波长域表面波能量（振幅）谱变化,研究洞穴埋深及几何参数对散射波影响。对表面波场谱扰动特征分析,建立洞穴上方能量分界面对应特征波长与埋深的关系。结果表明:洞穴埋深是影响表面波场谱扰动一个重要参数,埋深约是特征波长1.5倍,波在洞穴边界面绕射会导致洞穴周围表面波场形成能量分界面,由表面波谱这些扰动特征可预测洞穴方位及埋深。     

异常入射角存在性的一种证明

建立两种VTI介质组成的界面模型,在大于入射临界角的情况下引入坡印廷矢量,分析计算得到非均匀椭圆极化折射P-波的极化系数的两组解。根据能量平衡原理,通过分析坡印廷矢量的z分量,证明在过入射临界角的范围内对应折射P-波存在一个异常入射角。     

声的产生、反射、折射和极化

建立P-波入射到垂直横向各向同性(vertical transverse isotropy,VTI)介质界面模型,分析异常入射角存在与不存在的两种界面模型,分别建立椭圆极化方程并利用Christoffel方程分析了岩石各向异性对非均匀折射P-波极化状态的影响.研究发现,对应折射P-波在过入射临界角的范围内存在一个异常入...     

各向异性特异材料界面的反常折射与反射性质

根据电磁场边界条件和色散关系,理论研究了电磁波从各向同性右手材料向各向异性特异材料入射时的反常折射与反射性质,结果表明,从各向同性右手材料向never cutoff型特异材料入射时,透射波的波矢和坡印廷矢量的反射角具有相反的符号,折射角的幅度随着入射角的增大而增大并趋于一定值;研究了磁导率张量参数对折射角的影响,对于anti-cutoff型特异材料界面,当入射角小于临界角θc时可以发生反常的全反射,而对于always cutoff型特异材料界面总会发生全向全反射。这些电磁性质将在部分聚焦与全向反射镜方面具有潜在的应用价值。     

各向异性对非均匀折射纵波的影响

根据岩石的各向异性,将非均匀折射纵波入射到固-固介质界面,通过分析异常入射角存在与不存在两种情况,分别建立椭圆极化方程。利用Christoffel方程,建立极化系数与各向异性参数之间的关系,分析并讨论了岩石各向异性参数对非均匀折射纵波的影响。数值仿真结果表明,非均匀折射纵波的初始相位会随着岩石的各向异性参数的变化而变化,并且也会改变其极化轨迹,使得极化轨迹的形状和大小发生变化。     

平面曲线运动中的包络线问题

本文首先介绍求包络线的一般方法，然后推出四个实例：质点在重力场中作斜抛运动、质点在有心力场－ｋｒ中的椭圆运动、质点有心力场中的椭圆运动和质点在反平方斥力场中的双曲线运动。     

横波地震在工程勘察中的应用

与纵波相比,横波具有波速低、波长短,不受地下水影响的特点,这使横波地震勘探反射方法可以提供传统纵波方法无法比拟的分辨率和解释精度,它所提供的反射地震剖面,是真正意义上的＂浅层＂,完全可以和工程地基的深度范围相匹配。对在塘沽某场地采集的横波地震数据进行了处理解释,并验证了其与工程勘察中的钻孔数据-柱状图的良好匹配,从而得出了横波地震在工程勘察中具有良好应用前景的结论。     

双相介质与流体平面分层时的Stonely波

本文对双相介质与流体介质平面分层情况下的 Stonely 波作了理论分析和计算。导出了关于 Stonely 波复波数的频散方程,在低频城内对此频散方程进行了数值求解,得到频散曲线和衰减曲线及偏振特性。结果表明:(1) 低频域内存在轻微的负频散;(2) 具有强衰减性,衰减系数与频率、孔隙度和渗透系数间存在敏感的增函数关系;(3) 固相质点的偏振特性与均匀弹性固体自由界面上的瑞利波的偏振有某些类似之处;(4) 流体半空间内压力波的振幅随深度单调衰减。     

瑞雷面波在弹性楔状体中的传播特性研究

瑞雷面波在弹性楔状体中传播特性的研究,由于其涉及地形对面波传播的影响等,因而是一个长期受到地球物理学家关注的问题。瑞雷波在弹性楔状体中传播时,不仅与介质的性质有关,而且与楔状体的角度（地形起伏）有关。由于人射面波总是和体波耦合在一起,精确而完备的分析方法目前尚处于探索之中。本文着重对负地形进行了分析,以势函数表示波的传播,并使其交替地满足楔状体两侧界面的边界条件。通过模型正演分析,得到了不同楔状体角度与泊松比、透射能量的定量关系以及剩余场位移的极化曲线。正、负地形的数值计算结果,可以在实际应用中分析地形对瑞雷面波的影响时参考。     

低频非均匀电磁波在导电界面的反射相角

基于非均匀电磁波在导电媒质中传播时其相移常数和振幅衰减方向的不一致性,根据电磁场边值关系建立了导电介质中电磁波的相移常数向量和振幅衰减向量方向的定量关系,实现了将相移常数向量和振幅衰减向量的两个方向统一用一个角度表示. 对于低频非均匀平面电磁波,给出了满足低频条件的低频非均匀电磁波在导电界面反射时的反射系数,利用低频非均匀电磁波在导电界面的反射系数导出了电场偏振化方向在入射面内和垂直于入射面的电磁波在导电界面的反射相角,确立了低频非均匀电磁波反射附加相角随入射角的变化关系. 由此发现：入射角在0°到90°范围内非均匀电磁波的反射波都存在附加相角,这与反射光的反射附加相角存在较大的差异.     

任意极化平面波斜入射柱体电磁散射分析

根据椭圆极化平面波的极化角与椭圆率角,通过极化分解的方法分析推导出两个正交的电磁场分量,得到两分量的相位差以及复振幅比。在柱坐标系下利用波函数展开分别分析了两个正交分量对圆柱体的散射场分量,最后进行矢量叠加得到总散射场。采用Matlab编程计算了单根圆柱体在不同极化平面波、不同斜入射角度下的散射场,并与基于严格矩量法的仿真软件FEKO结果进行比较。结果表明,随着椭圆率角的增加,斜入射角度的减少,导体圆柱前后向散射场复振幅比值减小,该算法与矩量法计算结果相比吻合良好,并且大大节约了计算内存与计算时间。     

基于瑞利波法对混凝土表面裂缝检测的数值研究

基于瑞利波及衍射纵波的传播时间差法,利用有限元法分析了瑞利波在含不同长度及角度裂纹的混凝土介质中的传播规律,提出了混凝土介质中表面裂缝长度和角度的计算公式,并验证了数值模拟结果的准确性。研究结果表明：在传播过程中,瑞利波一部分沿着介质表面（含裂纹表面）传播,另一部分在裂缝尖端发生模式转换,形成衍射横波和衍射纵波,弹性波传播到介质边界时被粘弹性人工边界全部吸收,消除了反射波的影响;表面裂缝长度和角度的计算结果误差基本在5%以下,只有个别数据误差较大,在一定范围内,随着裂缝长度和角度值的增大,计算结果的准确度越高。     

自由 固定边界板的导波

针对平面应变弹性波动问题，研究了自由-固定边界无限大弹性板中P-SV波的传播特性.基于特征方程式，理论上求得了截止频率，并与自由-自由边界无限大弹性板的截止频率作了比较.在短波区域，理论上求得最低区的弥散曲线分支的极限相速度为Rayleigh波的波速，而其他区的弥散曲线分支的极限相速度为剪切波的波速.通过数值计算给出了弥散曲线的前十个分支.计算结果表明，在长波区域，第二和第四分支的群速度小于零；在短波区域，只有第二分支的相速度趋近于Rayleigh波的波速.     

瑞雷面波勘探法的资料处理与解释

瑞雷波常称为面波。瑞雷面波勘探方法是一种新型的地球物理勘探方法,是近期发展起来的一种浅层工程地球物理新方法。瑞雷面波勘探法最基本的理论是其频散特性。当介质为半无限弹性介质时,在自由空间和弹性介质分界面上将会出现一种波,这就是瑞雷波。面波勘探法主要有稳态法和瞬态法,两种勘探方法的区别在于震源不同,前者是以一单频率的瑞雷波来获取速度曲线,而后者需要分析叠加在一起的瑞雷波。两种方法最后得到的结果相同,但实现的技术路径截然不同,表现出各自的特点。     

叶片周向弯曲角度对扩压叶栅气动性能的影响

为了改善扩压叶栅气动性能,采用拟压缩性方法对不同周向弯曲角度的正弯曲叶片压气机叶栅内三维粘性流场进行了数值模拟.结果表明,随着弯曲角度的增加,端部流动状况逐渐得到改善,叶栅中部流动损失逐渐增加.正弯20°时可基本控制端部扩压因子至0.6以下.叶片弯曲角度的选择应以能满足设定目标的最小角度为最佳,过大的角度将会导致动静叶间匹配困难和较大的吸力面尾缘回流区     

部分相干空心光束在非均匀大气湍流中的传输

基于惠更斯-菲涅尔原理和维格纳分布函数的二阶矩定义,推导部分相干空心光束(PCHGB)在非均匀大气湍流中传输的束宽和远场发散角的解析表达式,并对其在非均匀大气湍流中的传输特性进行定量分析和讨论。研究结果表明;PCHGB在非均匀大气湍流的传输过程中,其束宽受大气湍流的影响取决于光束的束腰、阶数、波长、相干度以及湍流内尺度和天顶角;非均匀大气湍流对PCHGB远场发散角的影响与光束的天顶角、湍流内尺度、相干度以及波长密切相关;在非均匀大气湍流的传输中,当天顶角为π/3时,PCHGB远场发散角的饱和传输距离为0.3 km。