对记录脉冲声场的光学方法及对沙中埋藏的类圆柱体的散射声场的研究

本文对用于记录流体中脉冲声场的两种方法——Schlieren法和Shadowgraph法的响应进行了研究。研究表明对于Schlieren法,成像屏上的光强的响应对于声压是非线性关系;对于 Shadowgraph法来说,则是线性关系。由于 Shadowgrph法的工作不受频率限制,适用于在低超声频下研究海底模型和埋藏物的声场。本文利用Shaodowgraph法记录了埋在沙中圆柱体、类圆柱体的低超声频脉冲的散射声场,对半埋体记录到5种散射波,对全埋体则记录到3种散射波,对半埋体与全埋体都记录到两种爬波(纵波爬波、横波爬波)。     

液-固界面上非镜面反射的波束位移的实验研究

采用Schlieren系统记录了在液 固界面上弱发散的超声波束的非镜面反射声场 ,并测量了界面上反射波束的波束位移 .研究的入射角θ _i扩大到在Rayleigh临界角θ _c 附近± 5°的范围 .实验发现弱发散波束的波束位移Δ是随θ _i的增加而减小的 .理论的计算表明 ,对于弱发散波束和弱会聚波束 ,Δ相对于θ _i 在θ _c 附近分别为递减函数和递增函数 .理论计算的Δ θ _i 曲线和实验点符合 .     

用阴影法观察水声模型的声场

我们建立了一套用于显示模拟海底反射声场的光学系统。实验水声模型是由水-玻璃粉-玻璃-铝组成的三层模拟海底结构,声源是一个管状换能器,其轴线平行于分界面。实验用这套系统记录了从水下三个界面反射的六组波的声场图像。并且分辨出了它们各自的传播路径。从声场图像也可以得出水-玻璃粉界面、玻璃粉-玻璃界面的面波声速,玻璃粉和玻璃中的体波声速以及它们的厚度,结果与预先测出的参数符合。     

Visual-Width of an Ultrasonic Gaussian Beam on the Schlieren Photograph and Explanation to the Nonspecularly Reflected Sound Field

On the Schlieren photograph,a continuous ultrasonic Gaussian beam and its nonspecularly reflected beams [Chin.Phys.Lett.16 (1999)819] always have limited visual-width,although the theoretical spatial distribution of the sound field is a continuous function.To study this problem,the first step is to investigate the visual-width of the beam on the photograph related to the sound pressure at the centre of the beam by the threshold of the optical system caused by the refraction of light;the second step is to explain the visual-width of nonspecularly reflected field.By applying a relevant threshold,checked by the visual width of the incident beam,to cut the theoretical curves of the reflected sound field,one can find the visual-width of the two reflected beams and the gap between them correspond to that on the Schlieren photograph.     

用动态光弹法记录的超声脉冲沿固-固界面的传播过程

本文报导了用动态光弹法记录的沿两种玻璃形成的界面上超声脉冲的传播过程。实验中所用的固-固界面是由两种玻璃组成(玻璃I的声速较高，玻璃Ⅱ的声速较低)。实验记录了沿界面的两组波脉冲(一组传播较快，一组传播较慢)的形成及独立传播的过程。快波组包括快速层中的纵波脉冲及其产生的三种头波，慢波组包括慢速层中的纵波脉冲及其产生的二种头波。实验中出观的波组的种类和成员与已有的脉冲线源的理论解符合。