自由液面输流管道频散特征简析

基于声固耦合理论对无限长自由液面输流管道的波传播频散特征进行了分析。运用参数化扫描,分别计算了管内充满液体、半充满液体、充满四分之三液体的频散关系,包括声体、弹性体、声弹性耦合体的频散关系。该流体模型是通过定义一个复值密度ρc和声速cc来模拟在声学边界层中发生的粘性损失行为。数值分析结果:耦合后相速度频率关系曲线斜率增大,充满水的情况下,在10Hz-2500Hz频段,只存在(0,0)阶次一个模态。半充满水情形下声压变形模态振型比较多,一般是在很窄的频段上对应一个模态,这有利于超声检测频段的选择。自由液面输流管道的波传播频散特征分析可得到某些超声波频段的特异性模态振型,对水下结构超声探测提供一定的理论依据。