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相似文献
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1.
秦波  梁彬  朱哲民  程建春 《声学学报》2007,32(2):110-115
声波在含气泡弹性材料中传播时不仅使固相介质产生形变,而且会使气泡非线性振动,据此建立了含气泡弱可压缩弹性材料的等效媒质法。利用等效媒质的微单元与含气泡材料的微单元具有相同的应力和应变,求得了含气泡材料的等效Lame系数,并得到了含气泡材料的非线性波动方程。其线性化结果与Gaunaurd的经典理论相比较,有很好的一致性。本方法还可给出含气泡弱可压缩弹性材料的另一重要参数——非线性系数。  相似文献   

2.
Based on the nonlinear oscillation of an air-filled bubble in weakly compressible media at prestressed state, the effective medium method is used to study the nonlinear property of the slightly compressible media permeated with air bubbles. It is this nonlinear oscillation of air bubbles that results in the nonlinear property of the porous media. Numerical results have confirmed that the nonlinearity of the porous media is usually high, though the optimal porosity is very small. Moreover, the nonlinear property is greatly affected by the prestressed state, porosity, and shear modulus of the matrix media.   相似文献   

3.
The effective wave velocity, attenuation, and nonlinear properties of slightly compressible porous media permeated with air-filled bubbles are studied numerically by employing the nonlinear Hooke’s law for different surrounding pressures. Numerical simulations show that the acoustic properties of porous media are greatly affected by the surrounding pressure if the shear modulus of the elastic medium is very small due to the fact that the acoustic wave propagation in porous media are strongly influenced by the nonlinear oscillation of bubbles; moreover, the oscillation of a bubble depends on the equilibrium bubble radius, which is affected by the surrounding pressures. Published in Russian in Akusticheskiĭ Zhurnal, 2006, Vol. 52, No. 4, pp. 490–496. The text was submitted by the authors in English.  相似文献   

4.
梁彬  朱哲民  程建春 《中国物理》2006,15(2):412-421
Based on the modification of the radial pulsation equation of an individual bubble, an effective medium method (EMM) is presented for studying propagation of linear and nonlinear longitudinal acoustic waves in viscoelastic medium permeated with air bubbles. A classical theory developed previously by Gaunaurd (Gaunaurd GC and \"{U}berall H, {\em J. Acoust. Soc. Am}., 1978; 63: 1699--1711) is employed to verify the EMM under linear approximation by comparing the dynamic (i.e. frequency-dependent) effective parameters, and an excellent agreement is obtained. The propagation of longitudinal waves is hereby studied in detail. The results illustrate that the nonlinear pulsation of bubbles serves as the source of second harmonic wave and the sound energy has the tendency to be transferred to second harmonic wave. Therefore the sound attenuation and acoustic nonlinearity of the viscoelastic matrix are remarkably enhanced due to the system's resonance induced by the existence of bubbles.  相似文献   

5.
The effective medium approximation is one of the most popular approximations used for calculating the effective coefficients of linear composite media. When the same approach is applied to the case of power-law nonlinear composite media the obtained expression contains a function whose values are unknown. In order to determine the form of this function and to calculate some coefficients related to it, we calculate the electric field for the case of a single inclusion. The numerical solution is based on the relaxation method for solving differential equations, but involves some modifications due to the nonlinearity. After the solution of the differential equation the function and the coefficients are calculated and examined. The results differ considerably from those obtained earlier by simple approximations. An erratum to this article is available at .  相似文献   

6.
陈时  张迪  王成会  张引红 《物理学报》2019,68(7):74301-074301
当声波在含气泡的液体中传播时会出现共振传播现象,即在气泡的共振频率附近声衰减和声速会显著地增大,这是声空化领域的一个重要现象.以往的研究一般假设液体中只存在单一种类的气泡,因此忽略了声波共振传播的某些重要信息.本文研究了含混合气泡液体中声波的共振传播,混合气泡是指液体中包含多种静态半径不同的气泡.结果显示:在这种系统中存在声波共振传播的抑制效应,即与含单一种类气泡的系统相比,在含混合气泡的系统中声波的共振衰减和共振声速会明显变小.对于两种气泡混合、多种气泡混合以及气泡满足某种连续分布的系统,研究了抑制效应的本质和主要特征,此外还探究了黏性和空化率等对抑制效应的影响.本文的研究结果是对该领域现有知识的必要补充.  相似文献   

7.
应用非线性微分有效偶极近似方法,导出了关于非线性梯度圆柱颗粒的等效线性介电常数和三阶非线性极化率的微分式,研究了稀释极限下,圆柱形梯度颗粒无规置入线性介质中组成的复合介质的有效线性介电常数和三阶非线性极化率.作为应用,数值计算了具有幂指数梯度分布的介电常数的颗粒复合介质的有效非线性响应,及梯度金属电介质颗粒复合介质的表面plasmon共振效应.  相似文献   

8.
9.
T.K. Nguyen 《哲学杂志》2013,93(36):4138-4156
An effective medium scheme is developed to estimate the elastic moduli of two-dimensional macroscopically isotropic suspensions of compound inclusions in a continuous matrix material. The two-phase (coated) compound inclusions are substituted by equivalent one-phase inclusions, using dilute solution results. Then, the available effective medium approximations and bounds are applied to the equivalent medium with homogeneous inclusions. Numerical fast Fourier transform simulations in some benchmark examples are compared favourably with the predictions of the scheme.  相似文献   

10.
方刚  张斌 《物理学报》2013,62(15):154502-154502
本文将地球介质看作是弹性介质, 从弹性体的Navier方程出发, 建立均匀弹性介质和非均匀弹性介质的分析动力学方程——Lagrange方程, 利用弹性介质的Lagrange方程导出匀弹性介质和非均匀弹性介质的地震波方程, 为用Lagrange分析动力学研究地球介质中地震波传播规律和解决地震勘探中的有关问题提供基础. 关键词: 地震勘探 弹性介质 Lagrange 方程 地震波方程  相似文献   

11.
宋永佳  胡恒山 《物理学报》2014,63(1):16202-016202
针对非均匀体定向指向的情况,将非均匀体对弹性波的散射等效为球形有效体对弹性波的散射,推导出了呈现横观各向同性的有效弹性模量.理论分析表明:本文得到的有效模量公式至少具有二阶精度.数值计算表明:本文的有效模量随孔隙度增加而降低,不会出现Hudson模型中在孔隙度超过一定阈值后不减反增的问题.另外,在非均匀体指向随机的情况,本文得到的有效模量公式归结为Kuster-Toks z模型的公式.对于由扁状裂隙作为非均匀体的孔隙岩石,裂隙内液体主要影响横观各向同性对称轴方向的纵波模量.  相似文献   

12.
The effective dielectric response of linear composites containing graded material is investigated under an applied electric field E0. For the cylindrical inclusion with gradient dielectric function, εi(r)=b+cr, randomly embedded in a host with dielectric constant εm, we have obtained the exact solution of local electric potential of the composite media regions, which obeys a linear constitutive relation D=εE, using hypergeometric function. In dilute limit, we have derived the effective dielectric response of the linear composite media. Furthermore, for larger volume fraction, the formulas of effective dielectric response of the graded composite media are given.  相似文献   

13.
任新成  郭立新 《应用光学》2008,29(1):144-151
运用微扰法研究平面波入射分层介质粗糙面的光波透射问题,推出了不同极化状态的透射光波散射系数公式。采用高斯粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合高斯粗糙面的功率谱导出了平面波入射高斯分层介质粗糙面的透射系数计算公式。通过数值计算得到HH极化透射系数随透射光波散射角变化的曲线,讨论底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射光波长对透射系数的影响。数值计算结果表明:底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射光波长对透射系数的影响是非常复杂的。  相似文献   

14.
晶体中三阶有效非线性系数的计算方法   总被引:5,自引:2,他引:3  
杨学林  谢绳武 《光学学报》1995,15(4):11-416
经过对x(3)ijkl的脚标进行简化压缩处理,首次得出了全部晶体点群共11种不同的X(3)im矩阵表达形式及Kleinman对称条件成立下的简化形式,给出了各类晶体中四波相互作用过程中X(3)^eff的计算方法。  相似文献   

15.
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   

16.
耿滔  王岩  王新  董祥美 《物理学报》2015,64(15):154210-154210
基于Mie散射理论, 推导、建立了适用于非长波极限的二维光子晶体中横电模的等效介质理论. 随后利用该理论探讨了二维光子晶体中横电模的负折射特性和零折射特性, 计算结果与相应的能带结构相符合, 验证了该理论在非长波极限条件下的适用性. 更进一步的是, 使用该理论能得到从能带结构中无法获取的额外信息.  相似文献   

17.
双相各向异性随机介质伪谱法地震波场特征分析   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
李红星  陶春辉 《物理学报》2009,58(4):2836-2842
各向异性、双相孔隙以及非均匀性是描述油气储层时应综合考虑的. 结合随机介质理论和双相介质模型建立了双相各向异性随机介质模型,采用伪谱法模拟了双相各向异性随机介质地震波场,结果表明:双相各向异性随机介质地震波场存在散射波、旅行时扰动等复杂的波场特征,这些特征强烈依赖于随机介质模型参数. 在大非均匀空间尺度下,非均匀幅度主要影响波的旅行时扰动;在小非均匀空间尺度下,非均匀幅度主要影响波的散射. 该研究使人们有可能在统计意义下反演油气储层的非均匀特征,有益于加深对地震波在油气储层中传播规律的认识. 关键词: 双相各向异性 随机介质 伪谱法 地震波  相似文献   

18.
许松  唐晓明  苏远大 《物理学报》2015,64(20):206201-206201
针对 含定向非均匀体的横向各向同性复合材料(即TI介质), 采用球形有效体散射等效的方法, 根据TI材料下的D, Nij表达式, 对横向各向同性条件下Eshelby 张量的积分通用表达式进行化简, 推导出了复合材料的具有横向各向同性特性的有效弹性模量的表达式, 并依此进行了数值分析. 计算结果表明: 利用本方法计算的有效模量随非均匀体含量的增大而减小; 定向排列的非均匀体影响横向各向同性介质的固有各向异性, 水平指向的非均匀体会增大材料的横向各向同性, 模拟结果对评价含非均匀体各向异性介质的特征具有指导意义.  相似文献   

19.
原油乳状液对原油的长距离输运具有重要影响,乳状液的油、水状态及相互作用机制还需新理论和新方法获得新认识,基于有效介质理论,本文研究了原油乳状液太赫兹光谱响应特征.通过太赫兹时域光谱系统测试得到了含水率为0~28%的原油乳状液的太赫兹时域光谱,结合傅里叶变换计算了吸收系数和介电常数等光学参数,同一频率下吸收系数等光学参数...  相似文献   

20.
从介质对光的吸收机理出发,研究了吸收系数较小的受激布里渊散射(SBS)新介质六氯-1,3-丁二烯(C4Cl6)。通过基本的物理参数,确定了入射光波长为1 064 nm时C4Cl6的SBS参数,其吸收系数约为0.003 cm-1,声子寿命约为0.25 ns,增益系数约为4.9 cm·GW-1。分析了入射光波长与介质SBS参数的关系,布里渊频移与入射光波长成反比,声子寿命与入射光波长的平方成正比,增益系数一般与入射光波长无关。在单池SBS系统中,利用Nd:YAG调Q激光器研究了C4Cl6的SBS性能。实验结果表明:由于其吸收系数小,与具有相同增益系数的H2O比较,C4Cl6具有较高的能量反射率(饱和能量反射率大于55%)和较宽的SBS脉宽;由于其声子寿命短,与具有相同吸收系数的CS2比较,C4Cl6的SBS波形上升时间较短。吸收系数小和声子寿命短的特点,使C4Cl6适合作为放大池介质,这对优化SBS介质选取,提高SBS系统性能具有一定意义。  相似文献   

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