弦振动实验装置的改进

1引言 弦振动实验是普通物理力学中的一个必作实验.它是利用电动音叉引发弦线横波,进而形成驻波,来研究横波的叠加现象;验证横波的波长与张力、线密度的关系;并用驻波法测出电动音叉的固有频率.     

一种新型声波换能器

声波测量法在工业检测方面已成为一种不可缺少的有效方法,近年来又在混凝土检测及工程测量方面发挥了大的作用.自70年代我国国产声波岩石参数测定仪制成以来,声测手段又成为了我国岩土力学研究中的有力武器. 但是,在岩土力学测试中,采用声测法往往不可避免地要遇到一些特殊困难,尤其是在一些特殊的场合下,利用传统方法根本无法进行.例如,需要测定试样在受压状态下的动泊松比时,必须同时分别测定出声波的纵波与横波在试样中的传播速度.如果测定对象是金属或岩石等具有较强弹性的介质时还比较好办,而当试样是土等塑性较强的多孔介质,或象冰等…     

岩石中孔隙流体含量对超声波衰减影响的实验研究

目前,关于岩石中孔隙流体含量对超声波衰减影响的实验数据还很少。本文介绍的由瞬态波形存贮器和微机控制系统组成的超声波信号采集与数字处理系统,适于实验室内测量超声衰减与流体含量的变化关系。作者以砂岩试件作了实验并取得一些有价值的数据。 实验研究结果,表明砂岩中横波衰减随饱和度增加而增加,纵波衰减随饱和度增加有一个明显的峰值出现。砂岩中声波衰减的品质因数Q值比声波速度v值反映岩石的物理力学性质更灵敏。从所得数据看,同一岩石的Q值随含水量变化量为速度变化量的五倍以上。     

普通物理教学中进述声波问题的几点体会

声波这一概念在普通物理中是相当重要的.在多年的普通物理教学中我们发现,有的学生根本不知道声波可以在固体中传播,即使知道的学生也认为声波在固体内传播时一定是纵波.而地震波既有横波又有纵波,那么地震波和声波在本质上有什么区别吗?我们知道实际上地震波和声波本质是一样的,这样一来学生就弄不明白了.     

国产的多极子阵列声波测井仪(MPAL)在油田开发生产中的应用

本文对国产的多极子阵列声波测井(MPAL)资料进行了分析,验证了仪器有较好的稳定性,测试结果表明:硬地层的纵波、横波、斯通利波波形清楚,幅度变化正常;通过其在岩性识别、裂缝识别、气层识别、岩石机械特性分析及各向异性的应用进行研究,能够较为准确地求取地层的纵波、横波、斯通利波的声波时差及幅度和衰减曲线,计算岩石力学参数,并进行地层各向异性评价。     

一维非线性声波传播特性

针对一维非线性声波的传播问题进行了有限元仿真和实验研究. 首先推导了一维非线性声波方程的有限元形式, 含有高阶矩阵的非线性项导致声波具有波形畸变、谐波滋生、基频信号能量向高次谐波传递等非线性特性. 编制有限元程序对一维非线性声波进行了计算并对仿真得到的畸变非线性声波信号进行处理, 分析其传播性质和物理意义. 为验证有限元计算结果, 开展了水中的非线性声波传播的实验研究, 得到了不同输入信号幅度激励下和不同传播距离的畸变非线性声波信号. 然后对基波和二次谐波的传播性质进行详细讨论, 分析了二次谐波幅度与传播距离和输入信号幅度的变化关系及其意义, 拟合出二次谐波幅度随传播距离变化的方程并阐述了拟合方程的物理意义. 结果表明, 数值仿真信号及其频谱均与实验结果有较好的一致性, 证实计算方法和结果的正确性, 并提出了具有一定物理意义的二次谐波随传播距离变化的简单数学关系. 最后还对固体中的非线性声波传播性质进行了初步探讨. 本研究工作可为流体介质中的非线性声传播问题提供理论和实验依据.     

非均匀饱含黏性流体孔隙介质中声波传播及井孔声场分析

声波在饱含流体孔隙介质中的传播特性与流体的黏滞性及孔隙介质的非均匀性密切相关.本文在Biot理论基础上,考虑了孔隙流体的剪切应力及孔隙结构的非均匀性,采用含黏性流体孔隙介质中的波动理论,研究了孔隙介质中四种体波的频散和衰减特性,分析了慢横波对快纵波转换散射的影响,进一步推导了孔隙地层井孔中的模式波及其声场的解析解,研究了非均匀孔隙介质中井孔模式波和波列的特征.研究结果表明,含黏性流体孔隙介质中存在慢横波,慢横波的频散很强,其传播特征受到介质孔隙度、渗透率及孔隙流体黏度的影响.在非均匀孔隙介质中,与慢横波相关的剪切应力平衡过程不仅导致快纵波的频散和衰减,还会影响井孔伪瑞利波及斯通利波的传播特征.本文的工作完善了孔隙介质中声波传播的物理机制,为孔隙地层井孔声波的解释与应用提供了理论指导.     

普通物理教学中讲述声波问题的几点体会

声波这一概念在普通物理中是相当重要的．在多年的普通物理教学中我们发现，有的学生根本不知道声波可以在固体中传播，即使知道的学生也认为声波在固体内传播时一定是纵波．而地震波既有横波又有纵波，那么地震波和声波在本质上有什么区别吗?我们知道实际上地震波和声波本质是一样的，这样一来学生就弄不明白了。     

量子尘埃等离子体中尘埃充电对尘埃声波的影响

采用流体动力学方程组和尘埃充电方程组成的自洽模型系统,对量子尘埃等离子体中的尘埃声波波动性质进行了研究。通过线性理论分析方法得到系统的尘埃声波波动方程及其色散关系,并对色散关系进行了数值分析。研究表明:充电效应定性地修正了尘埃声波的色散特性,引起尘埃声波的耗散,其耗散强度主要与尘埃等离子体的参数有关。最后,分析了引起尘埃声波耗散的物理原因。     

弯曲模式波测井的多极子换能器

本文根据井孔中弯曲等模式声波的速度频散特性,利用压电晶片的弯曲振动模式,提出并设计了一种用于直接横波测井的偶极子和四极子换能器.对设计制作的多极子换能器的振动和电声性能进行了测试。在快地层人工模拟井孔中的一发一收的试验表明,这种换能器能较好地在充液井孔中激发出弯曲等模式的声波,为实现快慢地层井孔中的直接横波测井提供了一种发射和接收换能器。     

偶极声波实现钻前地质探测的方法研究

针对随钻地震技术在声波长距离传播导致的衰减和信号混叠等问题,本文提出采用井下发射和接收声波的方式,利用偶极声波实现前方地质情况探测。结合数值模拟结果,分析了偶极辐射声场和反射声场特征,重点讨论了反射波信号与钻头前方反射面之间的关系。结果表明,偶极横波在低倾角反射面的反射强度较大,尤其是SH波具有振幅强、倾角覆盖范围大的特点,可以用于前方地质情况探测。偶极横波还表现出了较高的方位灵敏度,有助于识别前方反射体的方位。     

声波测井技术的重要进展——偶极横波远探测测井

近年来单井反射声波远探测技术的一个重要进展是利用偶极声波探测仪器来发射和接收地层深部的反射信号。本文首先介绍了单井反射声波成像技术的研究进展。然后,从偶极横波成像原理、充液井孔中偶极远场辐射指向性、偶极声源激励下的井外声场分布、反射横波幅度和反射系数、偶极横波数据中的反射波分析和现场资料处理实例分析等方面详细论述了偶极声波远探测技术。最后,讨论了这门技术今后改进和发展的方向,通过本文读者可以了解偶极横波远探测技术的原理、方法、效果和应用前景。     

关于声波教学中的几个关系

在声波的教学中,由于学生知识结构的关系,对于声波性质的了解有一定的欠缺,为了让学生充分认识声波的特性,在实际教学过程中,通过对如下几个关系的认识,学生对知识的了解将会更加清晰、明了.1 声波的传播与波速的关系 在教材中,列出了声波在各种不同介质中的传播速度,以及它们随温度变化的情况,     

美制DYNASTAT粘弹谱仪功能的进一步开发与应用

粘弹谱仪作为一种动态力学测试分析仪,已广泛应用于高分子物理领域的研究中.通过对美国DYNASTAT粘弹谱仪的淌化和掌握,我们利用其独特的分立测试性质,经过加工和改进,使之成为可以广泛用于金属材料、记忆合金以及许多特殊高分子材料动态力学谱测试的高效率、多功能的测试仪器.我们利用这些功能解决了以前所不能开展的实验,并在一些工作中取得了突破性的研究进展. 美国 Imass公司生产的 DYNASTAT粘弹谱仪(a　complete transient and dynamicviscoelastic analyzer)已由中国科学院固体物理研究所内耗与固体缺陷开放研究实验室安装和调…     

生物物理讲座 第三讲 生物的物理特性和物理因素的生物效应

生物的物理特性和物理因素的生物效应是密切相关的两类问题.它们是物理学工作者参予生命科学研究最感兴趣和成效显著的领域之一.本文就当前国内外在该领域研究较多的一些问题作一概括介绍. 一、生物力学 应用经典力学的理论和技术,研究生物体各层次的力学性能,定量地分析与力学现象相关的生物体系的结构与功能关系,并与医学、生物医学工程和仿生学等应用相结合,是当前生物力学研究的基本范围.1.生物材料的力学性质 从力学观点看,组成人体的各种生物材料,其运动变化同样遵守质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本定律.但是,由于生物材料一般是…     

固体中激光热弹超声的光穿透效应

本文从热弹性基本方程出发，理论上研究了非金属固体材料受激光热弹激励超声时，光穿透效应对所产生声波的影响。在一维模型中，通过求解热扩散方程和热弹性位移方程，得到弹性位移的一般表达式，分析了材料的光叩收性质与声波位移振幅的关系。在二维模型中，对于轴对称分布的情况，忽略热扩散的影响，采用积分变换法求解热弹性运动方程，推导出远场区中的位移解析表达式。给出了纵波和横波的指向性图案，讨论了光穿透效应对声源指向性的影响。     

金属丝力学性能测试的设计性实验

将金属丝力学性能测试实验引入设计性物理实验,自组手工加载机构,再配以力传感器和位移传感器,构成手工测量应力和应变及其关系的仪器.利用该试验装置对金属丝进行了测试,得到了应力-应变曲线和屈服强度、强度极限、延伸率等力学指标.     

新仪器,新设备

地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队声波研究室,根据当前工程地质勘探的需求,近年来研制了三种不同类型的声波检测仪.1986年5月9日至11日在河北保定市进行了技术鉴定,中国声学学会副理事长、同济大学声学研究所所长魏墨盦教授任鉴定委员会主任委员,主持了鉴定. SSY-6B信号增强型岩体声波检测仪是具有对单次激发振源(电火花、锤击)进行接收、波形存储、叠加、打印输出波形、实时进行频谱分析等多功能的仪器.它为用锤击法与跨孔法在岩土体中实现纵、横波测试、波形识别和判读提供了更为有力的手段;同时为开辟多种声学参数在工程地质及其它领域(如桩基和其它混凝土构筑物的质量检测等)的应用创造了条件.鉴定     

声波全波测井数字记录

一、前 言 常用的补偿声波测井仪只测量声波波列中纵波的首波,而其余大量有用的声波信息没有得到利用. 声波全波测井测量的是整个声波波列.它能提供地层纵波、地层横波和诱导波的数据.从而扩大了声波测井的应用范围,并为进一步利用声波波列的其它信息提供了原始资料. 声波全波测井是一种较新而重要的测井方     

等离子体中Langmuir波、横波和离子声波相互作用过程的孤立子行为

我们用Zakharov方程描述等离子体中Langmuir波、横波和离子声波的非线性相互作用,通过研究系统稳态的Sagdeev势的性质,讨论了该系统中孤立子可能存在的条件;同时和体系的极小能量状态相联系,构造了体系的Liapunov泛函,研究了孤立子的Liapunov稳定性。我们所采用的方法是完全非线性的,得到的稳定性判据在横波和Langmuir波解耦情况下退化为文献[8]的结果。 关键词：