基于幅相解耦调制的透射型声超表面的声波调控

文章构造了一种复合型无源结构,利用该结构设计的声学超表面能够实现透射相位和幅度的解耦调控。研究表明,当声波入射至该复合结构后,多腔体结构具有接近于1的透射率和接近于2π的全相位变化,而开孔结构单元可以提供恒定不变的相位和0~1范围内变化的透射率。此外,根据Airy函数的波曲线,选择合适的结构参数,构造出的超表面可以在空气中生成Airy波束,同时利用两个对称的超表面可以实现具有自愈性声聚焦特性的透镜,通过与纯相位调控方法生成的波束现象进行对比,进一步说明幅相解耦方法对于声波精确调控的重要性。文章对于幅相解耦超表面的研究在声波定向传输、全息图像、医学超声成像等方面具有潜在的应用前景。

管壁不连续对管路结构振动传递的影响

用传递矩阵法得出了管路中纯扭转波在通过管壁不连续处的波动形式的解,以此为基础分析了管壁材质以及厚度的差异对纯扭转波的透射系数的影响,并得出了管壁材料的密度与剪切模量的乘积相差越悬殊,隔离振动的效果越好,以及管壁几何结构不连续对隔振的贡献不大的结论.

矩阵理论在黏接结构界面脱黏超声检测方法中的应用

黏接结构界面脱黏的超声检测与评价是一个有难度的前沿性课题.基于传递矩阵方法并将脱黏界面层假定为流体薄层,推导了体波入射下具有流-固(气-固和液-固)耦合界面的脱黏结构中声反射与透射系数表达式.将该方法应用于两层结构并与已有结果对比验证了所推公式的正确性.研究了声波入射角度、频率的变化对具有刚性联接界面的黏接结构和具有流-固耦合界面的脱黏结构中体波传播特性的影响.结果表明,体波在多层结构中的传播模式主要依赖于入射角度、频率等参数.若声波的入射角度和频率取值适当,可以将刚性联接、气-固以及液-固耦合界面进行区分.

准饱和土中单桩竖向荷载作用下的动力响应

根据Biot饱和多孔连续介质波动方程,基于Bardet对准饱和土的假设,提出了准饱和土二相介质波动方程;运用Helmholtz矢量分解和传递、透射矩阵法(TRM)推导出准饱和土中层状半空间受竖向荷载作用下的动力响应表达式;利用Muki虚拟桩法,在层状半空间建立了桩和准饱和土相互作用的第二类Fredholm积分方程,通过离散的数值积分方法求解积分方程,讨论了准饱和土中单桩竖向动力响应问题。算例分析表明,准饱和土中桩顶竖向阻抗随饱和度的减少而增大,与饱和土地基相比,明显偏大;桩侧孔压随饱和度的减小而增大,并沿着桩长迅速衰减;桩顶位移幅值在频率较小时变化明显,饱和度越小,位移峰值越大,当频率较大时,饱和度的变化对振幅的影响不大。

饱和半空间层状土体中群桩动力响应分析(英文)

主要研究了轴向荷载作用下层状饱和土体中群桩的动力响应问题.基于Biot理论,利用传递、透射矩阵法(TRM)推导了竖向圆形荷载作用下层状饱和土体的频域基本解,再根据Muki方法,利用第二类积分方程构建了层状半空间与群桩相互作用的动力积分方程.通过与已知文献结果比较,验证了本方法的正确性.计算结果表明,在两层土中,桩间距较小的群桩,上部软土层的厚度对中心桩和边桩的差异较大,而对于疏桩,影响不大;对于三层饱和土体,中间夹层越硬,群桩的阻抗越大,反之,群桩的抗力越小.

半圆柱型沉积盆地对SH波散射的数值分析

该文实现了一种半无限域SH波散射问题的数值分析方法。采用传递矩阵法得到SH波斜入射时的自由场,将其作为输入;采用集中质量显式有限元方法计算区域内节点的位移;采用透射人工边界计算人工边界点的位移;通过编写的FORTRAN程序实现计算过程。运用该方法对均匀半空间内半圆柱型沉积盆地在SH波入射下的散射进行了分析,与Trifunac M D的解析解进行了对比,验证了该文方法的有效性,分析了不同入射角对地表位移和位移谱放大系数的影响。最后,对成层半空间内半圆柱型沉积盆地在SH波入射下的散射进行了分析。相对于解析方法而言,该方法可以考虑更为复杂地形情况。