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.     

Si/SiO2周期性多层膜反射特性的FDTD数值模拟

Si/SiO2周期性多层膜是一种电介质型频率选择表面,它与金属型频率选择表面相比具有较小的吸收损耗。从介质波导理论出发,可以分析电介质型频率选择表面的反射与透射机理。与均匀介质层相比,介电常数呈周期变化的电介质层可能会激发出满足相位匹配条件k0sinθ=βg的导波模,从而在介质板的上表面与下表面辐射出与导波模具有相同波数的平面波。介质层上再辐射的平面波与上表面直接产生的反射波叠加便形成了总的反射场。当两种波相位相同时,就会增强总反射,否则反射将会减弱,并且透射波也会有相同的规律。采用周期结构时域有限差分方法可对一种Si/SiO2周期性多层膜的反射特性进行数值模拟,并计算出波长在1~100 mm微波波段的反射系数。计算结果表明,当入射角为45°时,入射波长在5,9,20 mm处具有很高的反射系数(均达到0.88以上)。因此,通过调整相关参数可以获得所需的频率选择表面。     

水中夹层复合材料表面声反射的研究

为了降低水下航行器和物体表面的声反射和声辐射强度,可以采用玻璃钢夹层结构代替单层玻璃钢结构利用传递矩阵法得到了多层介质声波反射透射的计算公式,通过对一个实验样本的计算和实验测试结果比较,表明此种计算方法可行.在此基础上,仿真模拟计算了层厚度、夹芯的密度、声速、厚度等参数改变时,玻璃钢夹层结构的声压反射系数,分析比较了玻璃钢夹层替代单层玻璃钢表面的声反射特性.研究表明:在频率小于15kHz范围内,玻璃钢夹层可以使声波的反射控制在很小的范围,配合吸声涂层的使用,可以在更大的频率范围内达到很好的声隐身效果.     

斜入射下多层均质复合板结构的声透射

为研究多层均质复合板的声透射性能,将其简化为多层均匀介质,考虑了平面声波斜入射下介质中声吸收和剪切力的影响,建立了各层介质中前行波和回行波声势幅值之间的传递矩阵,推导了整体透射系数的计算公式.算例分析表明:夹芯板的整体投射系数随着平面入射波的频率的升高而降低,面板厚度、芯板厚度、芯板弹性和剪切损耗因子的增大将会降低整体透射系数,而且面板厚度比芯板厚度的影响大,芯板剪切损耗因子对整体透射系数影响很小.     

声波在锅炉换热器管阵列中的传播特性研究

基于对炉内单排和双排换热器管阵列声传播特性的研究基础,分析多排管阵列对声波的反射、透射和衍射机理;利用数学推理方法和迭代过程给出计算炉内多排管阵列声透射与反射系数的数学模型,研究多排换热器管阵列的声透射特性,揭示炉内多排管阵列的声反射与透射系数随声波频率、管排数和管阵列结构参数的变化关系;并在炉内实际温度下对声透射系数进行数值计算,为锅炉管道泄漏检测技术提供理论依据.     

电磁波在均匀等离子体层上的反射系数和透射系数频率特性的研究

本文给出电磁波垂直入射到均匀等离子体层时的振幅反射系数和振幅透射系数依赖于ω/ω_p 和ν/ω_p 的数值结果曲线。对于不同ν/ω_p 值反射透射的频率特性做了若干分析和讨论。     

波现象反演中的数学模型

讨论在诸多波动现象中 ,由波动方程 2 Q/ t2 =v2 ( x) ΔQ反演波速 v( x)或弹性系数等其它重要参数的方法是否近似可用 ,指出了在非均匀介质条件下用此波动方程不能正确描述波的传播特性 ,因它不能保证弹性力在间断面上连续 .以三维双层介质为例 ,分别从此方程和原始波动方程出发推导波的反射与透射公式 ,得到不同的反射系数与透射系数表达式 ,两者相差很大 ,不可能是近似的关系 .因此用波动方程直接处理非均匀介质问题是不可取的     

液体密度变化的非接触法监控

平面声波垂直入射于介质分界面上时,其振幅的反射系数和透射系数会因界面两边介质声阻的差异而改变。根据这一原理,将探头垂直安放于容器壁外表面,测量容器壁内表面的反射声振幅,可以测量容器中液体的声阻,从而达到测量液体密度,实现液体密度(浓度)变化自动控制的目的。     

各向异性分层介质的电磁波传播特性

为了分析电磁波在分层各向异性介质中的传播特性 ,从无源区域的Maxwell旋度方程出发研究了非均匀各向异性介质中的特征波 .导出了一般各向异性介质中电场和磁场横向分量的耦合矩阵 ,由此得到了传播矩阵 ,进而给出了计算分层各向异性材料的反射系数和透射系数的解析表达式 .这种方法对于分析分层各向异性介质的电磁反射和透射特性是有效的     

正入射条件下光在两单轴晶体分界面的反射与透射系数

目的研究光在两单轴晶体分界面的反射和透射情况. 方法对晶体内存在的本征振动, 根据电磁场边值条件, 分析反射光和透射光的振辐分布. 结果给出两单轴晶体分界面的反射和透射系数. 结论在两种单轴晶体的分界面处, 一束光入射将有两束反射光和两束透射光存在. 利用电磁场边值关系, 可以计算得到反射场和透射场对应的反射系数和透射系数. 其表达形式比各向同性情况复杂一些.     

波现象反演中的数学模型

讨论在诸多波动现象中,由波动方程ｅ↓＾２Ｑ／ｅ↓ｔ＾２＝ｖ＾２（ｘ）△Ｑ反演波速ｖ（ｘ）或弹性系数等其它重要参数的方法是否近中用,指出了在非均匀介质条件下用此波动方程不能正确描述波的传播特性,因它不能保证弹性力在间断面上连续,以三维双层介质为例,分别从此方程和原始波动方程出发推导波的反射与透射公式,得到不同的反射民透射系数表达式,两者相差很大,不可能是近似的关系,因此用波动方程直接处理非均匀介质问     

粒子入射双δ势垒时空间分数阶薛定谔方程的解

给出粒子入射双δ势垒时空间分数阶薛定谔方程满足的跃变条件并给出了解,求出了在此解下相应的透射系数和反射系数,讨论了粒子发生共振透射的条件,进而讨论了整数阶和分数阶薛定谔方程的关系。最后,文章给出了在动量表象中含有双δ势垒的空间分数阶薛定谔方程的解。     

饱和层状地基的瞬态动力响应分析

在Biot饱和多孔介质理论的基础上,应用Laplace变换、Fourier级数展开和Hankel变换将波动方程转化为一组二阶常微分方程;运用薄层法原理在竖向进行离散求解,得到饱和层状地基Lamb问题的Laplace域内解答,并利用Laplace数值逆变换最终得到时域内的数值解答,最后,通过计算实例验证了本文方法.     

水下均匀复合层结构的声特性研究

应用声传递矩阵法,对水下典型复合层吸声结构在全入射角下的低频声学特性进行了研究,推导了多层结构的反射、透射系数的计算公式, 并用数值方法进行求解,根据计算结果具体分析了材料参数、背衬形式、声入射角度对结构声学特性的影响.通过分析可以看出,水下吸声层的应用效果不仅取决于自身的材料特性,还与背衬结构及入射角度有很大关系.     

再入等离子体鞘层中斜入射平面电磁波的传播特性

本文研究再入等离子体鞘层中斜入射平面电磁波的传播。采用不变量镶嵌原理,导出了功率反射系数和功率透射系数的计算公式;利用数值计算,讨论了沿程的传播特性,详细分析了入射角、电磁波频率以及烧蚀的影响。本文方法简明,适合于工程计算。     

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.     

孤子在非线性介质界面的反射与透射

采用电磁场的边界条件,分析了一阶孤子垂直入射非线性介质界面时的反射及透射行为.结果表明:对于一定脉冲宽度的入射孤子,只有两介质的群速度等参数满足一定条件时,才能得到反射和透射孤子.     

弹性介质中平面P波通过弹性夹层时的传播特性

运用波的传播理论及Snell定律研究了平面P通过弹性层状介质时的传播特性,求得波动方程的解析解,在此基础上利用数值计算绘出了反射透射系数与介持参数及入射角的关系曲线。结果表明透射系数不仅与介质参数有关,而且与夹层厚度和入射角有关,严格控制夹层厚度和入射角可获得满意的隔振效果,为屏蔽隔振理论在工程中的应用提供了理论基础。     

仪表板的结构-声灵敏度分析及声学优化设计

为了研究各铺层厚度对复合结构隔声性能的影响,设计出声学性能最优的仪表板.由结构-声场耦合有限元方程计算某复合仪表板各铺层厚度对其透射侧一点声压的灵敏度,根据结构-声学灵敏度结果,以仪表板透射侧一点的声压最小为优化目标,各铺层厚度为设计变量,仪表板总质量为约束条件,用修正的可行方向法优化1500Hz以内的声学性能.结果表明,与原单层镁质仪表板相比,优化后的镁合金复合仪表板重量减轻1.25kg.用结构-声耦合法计算二者的声学性能,透射侧总声压级由128.2dB下降至124.2dB,实现仪表板轻量化、低噪声的设计要求.     

两层流中二维箱体结构反射和透射的模拟研究

基于两层流体简化模型,研究了水面箱型结构在两层流体中对波浪的反射和透射特性。为研究复杂海洋结构,采用外域级数展开和内域边界元数值方法相结合的手段建立了频域数学模型,在外域和内域交界的辐射面上利用连续性条件建立联立方程组。其中内域计算采用Rankine源作为格林函数,既避免了求解复杂的格林函数,又可直接获得自由水面及内界面上的速度势。经过与级数展开的解析方法对比,以及两层流中波能流守恒的验证,证明了本文建立的这一联合数值模型的正确性。利用这一数值模型通过计算反射系数和透射系数的变化情况,研究了两层流中存在箱型结构时各模态波浪的转化情况,分析了两层流中箱型结构的反射和透射特性。