一维波在水下多层介质中传播的时域解析解

• 作者: 华宏星 殷彩玉 谌勇 金泽宇 黄修长
• 来源期刊: 振动与冲击
• 学科: 物理学
• 关键词: 多层介质 一维波传播 时域瞬态解析解
• 年，卷（期）: 2014,（13）
• 页码范围: 6-12
• 页数: 7页
• 分类号: O347.4+4
• 字数: 6609字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2014.13.002

摘要

为研究水中压力波在覆盖层-钢板等介质中多次反射透射后对输入压力波的影响，采用波动理论建立一维多层介质声学模型，提出一种计算湿表面（水与覆盖层的交界面）压力的时域解析方法。该方法可以考虑波在多层介质中发生多次反射和透射的复杂情况，并得到时域解析解。针对输入为指数衰减波的情况，该方法的结果通过与有限元结果进行对比，验证了结果的正确性，将该方法的结果与只计及一、两次反射透射影响的近似结果进行对比，结果表明，对于刚性边界条件，该结果与近似结果相比吻合较好；对于气背边界和水背边界，与近似结果相比误差较大。为研究覆盖层参数的影响，对指数衰减波进行无量纲化和参数分析，分析结果表明，随着覆盖层特性阻抗的减小，压力波峰值先减小后增大再减小；随着覆盖层厚度的增大，压力波峰值逐渐减小；入射压力波衰减速度快，压力波峰值减小。该方法对于q（q≥3）层介质中波的多次反射透射分析依然适用。