Распространение акустических волн в средах с изменяющейся скоростью звука Текст научной статьи по специальности «Физика»

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

А, +А, = —

Д

А,-А, = —

' - д

в.+в, = — д

й,-в, = — * /7

(от + X21 А, + К

л/?(у2/|) л/|(у, + у2 )Л

-2с,2ра2у2

А,с/Л(у, + у2)Л + 6,

дй(у, + у, )Л

(а2 +Х2/-Ьс1Ь(у + у,)/(+ А —сЦу^И) Л _2с:ра?у Г£ _ ^ л/;(у2/>)

v \ 4 '* ^ ^,л(у1+у2);0 Ч

2у,[ А,с/Л(у, + у2 )А - А, -■-^|/|). 1 + (с,2ру,г + /.а: ( А, -

^ дА^+у.,)/^ \ д%+у2У>|

_ (с.’-ру,2 + Ха2 (ЬусЛ{у{ + V, )Л - Ь4 ■

\ Д//(У, + У2 у1

2у, -Ь^+Ы

дЛ(у, + у, )/>

2 2 I 2 2 2 I 2

V, = а ;у2 =а -аг2 Д = {а2 + Л'Чрс,2^2 + Яа2]-4/хч2а2У1У2.

При решении конкретных задач коэффициенты значительно упрощаются. Так, для пластин малых толщин лЛ(уА)« \>И, сН{\>И) ~ 1.

ЛИТЕРАТУРА

1. Недосека А.Я. Волны деформации при развитии дефектов сварки. //Автоматическая сварка. 1984. С. 12 - 15.

2. Недосека АЛ., Корж В.П. Волны деформаций при возникновении дефектов сварки в пластинах. //Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций. 1986. Вып.З. С. 33-37.

3. Новацких В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. 872 с.

УДК 534.222

Г.Г. Пашков, В.А. Воронин

РАСПРОСТРАНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В СРЕДАХ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ СКОРОСТЬЮ ЗВУКА

Распространение акустических волн в однородной среде достаточно хорошо описывается однородным волновым уравнением. Скорость звука в среде рассматривается в этом уравнении как постоянная величина. Однако в реальных условиях скорость звука - величина меняющаяся при распространении волн. Это изменение скорости звука может зависеть от разных причин: флуктуации температуры, плотности, солености и т.д. Поэтому необходимо учитывать, что при прохождении волн в жидкой среде скорость звука может меняться уже на длине волны, поскольку масштабы изменений скорости звука могут быть сравнимы с длиной волны.

В представленной работе рассматривается, как меняются характеристики акустических волн распространяющихся в среде с изменяющейся скоростью звука, причем мы предполагаем, что скорость звука меняется плавно на интервале, равном длине волны.

Секция акустических и медицинских приборов

В качестве исходной системы уравнений выбираем уравнения гидродинамики вязкой жидкости. Представляем поле давления, плотности, сжимаемости, скорости звука, гидродинамической скорости в виде суммы низкочастотных и высокочастотных полей сигнала и полей звука, предположив, что скорость звука в среде не является постоянной величиной, а соленость и давление остаются неизменными.

Решение волнового уравнения с изменяющимся параметром (скоростью звука) проводится используя тот факт, что изменения скорости звука мало по сравненью с абсолютной величиной скорости звука. Это предположение позволяет разделить уравнение на две части: в левой - традиционное волновое уравнение с постоянным параметром (среднее значение скорости звука), в правой - содержится член, описывающий изменения скорости.

Решение этого волнового уравнения проводим в виде последовательных приближений. Сначала найдем решение однородного уравнения данной задачи. Воспользовавшись тем, что мы рассматриваем решения данного уравнения на интервале, равном длине волны, т.е. в силу того, что не происходит теплопередача и процесс можно считать аддитивным. В результате получаем неоднородное волновое уравнение с нелинейной правой частью, учитывающей изменения скорости звука.

В дальнейшем получим соответствующие характеристики для акустических волн, взаимодействующих в средах с изменяющейся скоростью звука.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабий В.И. Мелкомасштабная структура поля скорости звука в океане//Л. Гидрометеоиздат, 1983.

2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. Теоретическая физика //М.Н.ГРФ-МЛ.1986. Изд.З.Т.6.

3. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика //Л. Судостроение, 1981. С. 36 40.

4. Бъерне Л. Подводная акустика и обработка сигналов. М: Мир, 1985.

УДК 534.222

А.Н. Заграй В.И. Тимошенко

К ВОПРОСУ О РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ РАССЕЯНИЯ НА СФЕРЕ В БЛИЖНЕМ ПОЛЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ

АНТЕННЫ

При использовании акустических параметрических антенн (АПА) для исследования неоднородной морской среды всегда является необходимым принимать во внимание процессы рассеяния акустических волн на объектах при нелинейном взаимодействии. Как следствие, актуальной ставится задача изучения рассеяния звуковых волн сферическими неоднородностями при нелинейном взаимодействии в ближнем поле поршневого излучателя как активного элемента бестелесной параметрической антенны. При этом геометрия задачи сводится к отысканию поля избыточного давления поршневого излучателя в ближней зоне относительно точки начала координат в центре рассеивателя, и результат представляется в виде ряда комбинаций специальных функций Бесселя и полино-