水下目標(biāo)通常為彈性殼體,入射聲波激勵產(chǎn)生的散射波中會有彈性散射波,也即彈性殼體中彈性波的漏波。彈性平板中的彈性波以各階不同振動模態(tài)的Lamb波傳播,而Lamb波在板端反射會出現(xiàn)模態(tài)轉(zhuǎn)換。研究Lamb波在板端的模態(tài)轉(zhuǎn)換是分析水下彈性板的散射聲場空間分布的基礎(chǔ),對分置聲吶目標(biāo)識別和探測具有實際意義。論文由彈性體中的波動方程和不同情況下的邊界條件,分別推導(dǎo)了真空中和水下彈性板的Lamb波頻散方程,并用“二分法”和“圍數(shù)積分法”數(shù)值求解了相應(yīng)條件下的Lamb波相速度、群速度和衰減系數(shù)的頻散曲線;計算分析比較了三種不同彈性板中Lamb波的頻散曲線;為在彈性板散射波場中識別出相應(yīng)模態(tài)的漏波提供了基礎(chǔ)�；谀B(tài)正交理論分析并計算了真空中和水下不同端面彈性板中低階Lamb在板端的轉(zhuǎn)換效率。用有限元聲場計算軟件COMSOL,數(shù)值計算了水下不同端面彈性板在平面波入射下的散射聲場;并對散射聲場進(jìn)行平面波分解,得到散射波場的空間角度譜。而漏波傳播方向取決于彈性波的“臨界角”,由于彈性板中各階Lamb波波速不同,相應(yīng)的臨界角不同,所以,由散射波場空間角度譜可以得到相應(yīng)模態(tài)Lamb波的漏波強(qiáng)度。結(jié)合能量守恒定律,... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

真空中彈性板的Lamb波解算坐標(biāo)如圖2.1所示，對于真空中彈性板

, ) sin cos( , , ) sin cosyx z t A z B zx z t C z D zφ α α β β = + = + 去傳播因子( )xj t k xeω （下文相同），A，B，C，D，α，β 由邊界條件確空中板面各應(yīng)力分量為 0，即：22 222 22 222 2( , , )( , , ) ( , , )2 0( , , ) ( , , ) ( , , )0yzz tz dz dy yxzz dz dx z tx z t x z tT ct x z xx z t x z t x z tTx z x zφ φ φ=±=±=±=± = + = = = 求解式（2-9），可得真空中彈性板的 Lamb 波頻散方程為：12 2 22tan( )( )tan( ) 4xxdkd kαββ αβ± = 1 為對稱模態(tài)的頻散方程，-1 為反對稱模態(tài)的頻散方程。下彈性板中的 Lamb 波頻散方程

（a） （b）圖 2.3 真空中鋼板的 Lamb 波頻散曲線 水下三種不同材料彈性板中的 Lamb 波頻散曲線的計算分析比較水下彈性板中的 Lamb 波頻散方程是復(fù)數(shù)域的超越方程，我們采用‘圍數(shù)積分法4]進(jìn)行求解。取表 2.1 材料參數(shù)，分別解得水下鋼板、鋁板、銅板中的 Lamb 波頻散曲線，如圖 2.6 所示。0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4012345678910Cp/(k·sm1-)鋼板相速度頻散曲線A0S0A1S1Cg/(k·sm1-)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]水下彈性板及柱殼的彈性散射研究[D]. 孫鐵林.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[2]水下角反射體聲學(xué)標(biāo)記物反向聲散射特性研究[D]. 陳文劍.哈爾濱工程大學(xué) 2012

碩士論文
[1]水中覆阻尼層彈性板及柱殼中的漏Lamb波研究[D]. 龔家元.哈爾濱工程大學(xué) 2010



本文編號：3292524