水中双层无限长圆柱壳体声散射

研究水下双层无限长圆柱壳体的声散射。采用弹性薄壳理论和Fourier变换方法导出了散射声场的解析解。并分别计算了平面波正横和斜入射单层和双层无限长圆柱壳体的远场散射形态函数。计算表明在不同的入射角,由于不同类型的弹性波被激励,散射波呈现不同的特性。通常双层无限长圆柱壳体的散射特性由外壳、内壳和中间耦合水层共同作用决定。但外壳很薄、内壳较厚、水层较薄时,无限长充水双层圆柱壳体的低频散射特性主要由单层内壳决定。当然这时外壳的共振特性也不能忽略。

台阶型厚度变化板中导波的研究

针对单一模式导波入射的情况 ,利用混合边界元模型计算台阶型散射区域的反射系数和透射系数与各种入射模式、入射频率以及台阶高度变化的关系 ,研究在单一模式导波入射时导波与散射体的相互作用。研究结果可用来提高无损检测工程中的检测灵敏度与能量的穿透能力 ,尤其是在那些发生了台阶状厚度变化波导中的情形。

移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应的频域—波数域比例边界有限元法分析

基于比例边界有限元法与傅里叶积分变换,分析移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应。考虑到移动荷载运动方向与地铁隧道轴线方向的一致性,将半无限弹性空间动力控制方程进行频域—波数域的傅里叶积分变换;在变换域内,隧道径向采用比例坐标系,环向采用有限元意义离散,在计算域内利用Galerkin法,建立频域—波数域内的比例边界有限元方程,进而推导出半无限空间动力刚度的一阶微分矩阵方程;再利用高频渐近展开和傅里叶积分逆变换,得到时间—空间域系统的动力响应。该方法极大地减小了计算分析量,同时避免了无限边界的计算误差。利用该方法进行实例计算的结果表明:随着荷载移动速度的增大,地铁隧道振动波传播到土体表面,引起的土体振动有放大增强的现象,将会对地铁隧道上部结构的安全性造成一定影响。

基于FRFT的弹性波近似定向斗篷散射分析

为减少弹性波动力学方程在传播控制材料设计应用中的复杂性,以弹性波特征方程的一阶和0阶阶近似的方法,由于设计方法本身的近似性,以及材料在阻抗匹配、对介质材料的无损要求等方面的原因,使得弹性波在设计材料里的传播过程中产生散射现象。以弹性波近似设计的匀质定向斗篷为研究对象,借助于分数阶傅里叶变换(FRFT)对频率变化的敏感性,将设计材料中传播的空间波形信号变换到分数阶域,直观、定量的反映了散射效应引起的频率变化,减少了对散射程度认知的盲目性,为简化材料介质参数的设计、降低散射效应的影响提供了依据。

基于弹性波散射对二维障碍物边界的识别

给出了二维障碍物弹性波散射场的一种近似积分形式 ,基于 Fourier变换法建立了均匀障碍物特征函数与其远场散射振幅中形状因子的关系式 ,最后就基体为锌 ,对圆形和椭圆形截面铁夹杂进行了计算机模拟 ,结果表明该反演方法对定量无损检测技术具有应用价值。

各向异性体对瞬态SH波散射问题的边界元方法

本文利用Fourier变换和加权残数法建立了正交各向异性体反平面瞬态波散射问题的边界积分方程,构造了在边界上能满足波动方程的边界元函数,它比常用的二次元和高次元具有较好的适应性。数值结果表明利用该形函数计算高频情形下的散射问题具有很高的精度。

二维弹性波散射时域Born近似

在二维弹性波散射频域Bron近似解的基础上,通过Fourier变换,推导了任意频率平面P波组合的脉冲波入射二维散射系统时,散射场的时域Born近似解。定义了基脉冲概念,给出了二维散射系统对于基脉冲入射时的时域Born近似解,并指明了与前者的关系。最后举例探讨了基脉冲响应函数。