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相似文献
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1.
苏娜娜  韩庆邦  蒋謇 《物理学报》2019,68(8):84301-084301
为研究无限大流体约束的孔隙圆柱中周向导波的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,建立了无限流体中孔隙介质圆柱的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,建立了周向导波频散方程,通过数值模拟计算得到无限流体中孔隙介质圆柱的频散曲线,探讨了圆柱半径和孔隙参数对导波传播特性的影响,并对导波的衰减特性进行了分析;通过数值计算,得到了周向导波的时域波形,讨论了孔隙参数对波形的影响.结果表明,孔隙介质圆柱半径的改变影响圆柱尺度,孔隙度的改变影响孔隙介质中体声波的波速,都对周向导波频散曲线产生一定的影响,所得到的频散曲线特征及衰减曲线与时域波形吻合.研究结果对开展无限流体中孔隙介质圆柱的超声无损评价提供了一定的理论参考.  相似文献   

2.
马琦  胡文祥  徐琰锋  王浩 《物理学报》2017,66(8):84302-084302
理论分析了脉冲激光激发的流体-分层固体结构声场,在此基础上数值计算了流体-慢层快底固体和流体-快层慢底固体结构液-固界面Scholte波的频散特性与瞬态响应.数值结果显示,对于流体-慢层快底结构,Scholte界面波呈现出正常频散特性;而对于流体-快层慢底结构,Scholte波在较小的频厚积范围呈反常频散特性.理论瞬态信号也显示了同样的特性.采用脉冲激光激励,用水听器接收的方式进行了Scholte界面波的实验测量.实验测量和分析结果与理论结果有很好的一致性.此工作可为水浸检测条件下镀层与薄膜材料参数的超声无损表征、海底沉积物参数反演等应用提供理论基础.  相似文献   

3.
为了研究孔隙介质圆柱纵向表面波的传播规律,分析其频散和衰减特性,在正交曲线坐标系下建立了表面波的频散方程,通过数值计算得到频散曲线,将纵向导波最低模态与表面波进行对比,并分析了曲率半径及孔隙参数对表面波频散和衰减的影响。结果表明,当频率足够大时,导波最低模态的频散曲线与表面波近似;在同一频率下,表面波的相速度随曲率半径的增大而增大,随孔隙度的增大而减小;表面波的衰减随孔隙度的增大而增大。研究结果为开展孔隙介质圆柱结构的超声无损评价提供了一定的理论参考。  相似文献   

4.
孔隙介质包裹的充液管道结构中导波传播特性   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
研究孔隙介质包裹的充液管道中纵向导波传播特性,分析孔隙介质参数对频散曲线的影响。建立了孔隙介质包裹充液管道的结构模型,利用孔隙介质弹性波动理论,建立对应的频散方程,数值模拟计算得到该模型的频散曲线和时域波形,并分析了孔隙介质参数以及管壁厚度对频散曲线的影响。结果表明孔隙介质的渗透率对于导波频散的影响较小,孔隙度的改变对时域波形的位移幅度影响较大。同时,导波存在衰减,且衰减随孔隙度增大而增大。所得结论为埋地管道无损检测方面提供一定理论参考。  相似文献   

5.
弹性波在非饱和孔隙介质中传播时,孔隙流体会发生宏观Biot流、微观喷射流以及由于孔隙流体不同(气、液双相)导致的介(中)观流.将非饱和孔隙介质等效为含液相孔隙流体的背景介质中嵌入含气相孔隙流体的包裹体,在非饱和双重孔隙介质模型基础上,引入微观喷射流,建立了包含宏观、微观和介观三种尺度波至流的非饱和孔隙介质波传播方程.数值分析表明该模型可以更好地预测更宽频带内的波速频散和衰减.  相似文献   

6.
王婷  崔志文  刘金霞  王克协 《物理学报》2018,67(11):114301-114301
考虑孔隙流体中含有少量气泡,且气泡在声波作用下线性振动,研究声波在这种孔隙介质中的传播特性.本文先由流体质量守恒方程和孔隙度微分与流体压力微分的关系推导出了含有气泡形式的渗流连续性方程;在处理渗流连续性方程中的气体体积分数时间导数时,应用Commander气泡线性振动理论导出气体体积分数时间导数与流体压强时间导数的关系,进而得到了修正的Biot形式的渗流连续性方程;最后结合Biot动力学方程求得了含气泡形式的位移场方程,便可得到两类纵波及一类横波的声学特性.通过对快、慢纵波的频散、衰减及两类波引起的流体位移与固体位移关系的考察,发现少量气泡的存在对快纵波和慢纵波的传播特性影响较大.  相似文献   

7.
仇浩淼  夏唐代  何绍衡  陈炜昀 《物理学报》2018,67(20):204302-204302
研究流体/多孔介质界面Scholte波的传播特性对于水下勘探、地震工程等领域具有重要意义.本文基于Biot理论和等效流体模型,采用势函数方法,推导了描述有限厚度流体/准饱和多孔半空间远场界面波的特征方程和位移、孔压计算公式.在此基础上,分别以砂岩和松散沉积土为例,研究了流体/硬多孔介质和流体/软多孔介质两种情况下,可压缩流体层厚度和多孔介质饱和度对伪Scholte波传播特性的影响.结果表明:多孔介质软硬程度显著影响界面波的种类、相速度、位移和水压力分布;有限厚度流体/饱和多孔半空间界面处伪Scholte波相速度与界面波波长和流体厚度的比值有关;孔隙水中溶解的少量气体对剪切波的相速度的影响不大,对压缩波相速度、伪Scholte波相速度和孔隙水压力分布影响显著.  相似文献   

8.
激光超声方法研究固-固界面波传播特性   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
对界面波的传播特性进行了理论及实验研究.首先探讨了界面波的求根问题,基于黎曼面分析,给出了求解界面波特征方程所有根的一般方法.理论上对三种常见的界面波——Stoneley波,Leaky Rayleigh及Leaky Interface波传播机理进行了分析,描述了三种界面波的波矢及位移势在两种介质中的状态.最后基于光弹效应原理, 利用全光学的激光超声手段对界面波进行了实验测量,实测结果与理论符合很好.  相似文献   

9.
超薄层状复合媒质弱界面深度与声导波   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张锐  万明习  CAO WEN-WU 《物理学报》2000,49(7):1297-1302
结合推导层状复合媒质各界面刚性联接时声导波频散特性方程的传递矩阵方法,以及滑移界 面边界条件和弱界面“弹簧”模型,分别导出了超薄层状复合媒质中存在不同深度弱界面、滑移界面和脱层情况下声导波的广义频散方程,分析了三种联接界面的深度对低模式声导波频散特性的影响. 关键词: 导波 界面 频散  相似文献   

10.
崔志文  刘金霞  王春霞  王克协 《物理学报》2010,59(12):8655-8661
推广Biot-Tsiklauri声学模型的同时借鉴Dvorkin和Nur的工作,建立了具有任意孔径分布并顾及喷射流动机制的非牛顿流体饱和孔隙介质声学模型,研究了非牛顿流体(Maxwell流体)饱和孔隙介质中的弹性波的衰减和频散特性.着重讨论充孔隙Maxwell流体的非牛顿流效应对弹性波的频散和衰减的影响.研究表明,饱和流体的非牛顿流效应和喷射流动机制均是引起弹性波波频散和衰减的重要因素.依据非牛顿流体(Maxwell流体)饱和各向同性孔隙介质的Biot-喷射流声学模型,喷射流动只影响纵波的频散和衰减,而饱和流体的非牛顿流效应不仅影响纵波,而且还影响横波的频散和衰减.  相似文献   

11.
Na-Na Su 《中国物理 B》2023,32(1):14301-014301
To study the damage to an elastic cylinder immersed in fluid, a model of an elastic cylinder wrapped with a porous medium immersed in fluid is designed. This structure can both identify the properties of guided waves in a more practical model and address the relationship between the cylinder damage degree and the surface and surrounding medium. The principal motivation is to perform a detailed quantitative analysis of the longitudinal mode and flexural mode in an elastic cylinder wrapped with a porous medium immersed in fluid. The frequency equations for the propagation of waves are derived each for a pervious surface and an impervious surface by employing Biot theory. The influences of the various parameters of the porous medium wrapping layer on the phase velocity and attenuation are discussed. The results show that the influences of porosity on the dispersion curves of guided waves are much more significant than those of thickness, whereas the phase velocity is independent of the static permeability. There is an apparent "mode switching" between the two low-order modes. The characteristics of attenuation are in good agreement with the results from the dispersion curves. This work can support future studies for optimizing the theory on detecting the damage to cylinder or pipeline.  相似文献   

12.
This paper devotes to investigate the propagation characteristics of the interface wave on the liquid-immersed porous cylinder, and special emphasis is paid on the dependence of the dispersion relation on the porous media parameters. A model of liquid-immersed porous cylinder is established theoretically. Based on the elastic-dynamic theory of liquid-saturated porous solid and wave theory, the dispersion curves and transient response of open-pores and sealed-pores are simulated numerically, and their dependence on the cylinder radius and porous medium parameters are analyzed. The results show that the Stoneley-Scholte wave can be clearly distinguished with other waves in the time domain, and the Stoneley-Scholte wave dispersion relates intimately with the porosity of the porous medium and cylinder radius, whilst the permeability of the media has little effect on the dispersion property.  相似文献   

13.
王丁  张美根 《物理学报》2014,63(6):69101-069101
研究了弹性波在非均匀裂纹孔隙介质中的传播特性,建立了各向异性喷射流模型.当弹性波通过裂纹孔隙介质时,由于波的扰动及裂纹和孔隙几何结构的不一致,导致在裂纹内部及裂纹与周边孔隙之间同时存在着流体压力梯度.此时的弹性波波动响应中包含着裂纹内连通性特征和背景孔隙渗透率信息.流体的动态流动过程使得介质的等效弹性参数为复数(非完全弹性),并且具有频率依赖性.当弹性波为低频和高频极限时,介质为完全弹性;当处于中间频段时,波有衰减和频率依赖.裂纹孔隙介质的各向异性连通性(渗透率)对应着各向异性特征频率(当渗流长度等于非均匀尺度时的弹性波频率),波的传播受到裂纹内连通性的影响.在一定频段内,随着裂纹厚度的增加,将出现第二峰值,峰值大小同时受到裂纹厚度和半径的影响.  相似文献   

14.
丁浩然  刘金霞  崔志文 《中国物理 B》2017,26(12):124301-124301
Water-saturated porous media often exhibit a seismoelectric effect due to the existence of an electrical double layer and a relative flow of pore fluid. Here we consider the seismoelectric waves in an open borehole surrounded by water-saturated porous formation which exhibits discontinuity of electrochemical properties at a cylindrical interface. We carefully analyze the seismoelectric interface response since these signals show sensitivity to contrasts in electrochemical properties across an interface. Both coupled and approximate methods are used to compute borehole seismoelectric fields. The simulation results show that the radiated electromagnetic wave from the electrochemical interface is generated due to the change of salinity in pore fluid in the porous formation. However, the elastic properties of the formation remain unchanged across such an electrochemical interface. As a result it is difficult to recognize such a change in electrochemical properties using only elastic waves. Therefore, the seismoelectric interface response is potentially used to detect the changes of the electrochemical properties in the formation.  相似文献   

15.
为了研究导波在被孔隙介质约束的弹性杆结构中的传播规律,分析孔隙参数对导波传播特性的影响,本文建立了无限大孔隙介质包裹圆柱体的理论模型,利用孔隙介质弹性波动理论,分析了导波的频散曲线,以及圆柱半径和孔隙参数对于导波传播特性的影响。结果表明,在该结构中传播的纵向导波存在频散特性。内部圆柱半径的改变影响波导结构,从而影响导波传播。外部孔隙介质的渗透率对于导波频散的影响较小,孔隙度的改变影响孔隙介质体波波速,从而影响导波频散曲线的截止频率。同时,导波存在较小的衰减,且衰减随孔隙度增大而增大。这些结果对于后续开展无限大介质包裹弹性杆结构的超声无损评价提供了一定的理论参考。  相似文献   

16.
Rigorous expression of the electromagnetic beam wave scattering by N circular cylindrical models is described. To check this method, comparison between exact solution and this model composed of N=24 circular cylinders is presented for a single circular conducting cylinder. Numerical results of conducting square cylinder has been also checked with well-known result (B.E.M).  相似文献   

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