水中微小波纹圆柱体声散射低频共振调控

• 作者: 周彦玲 王斌 范军
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 规则波纹 圆柱 亚音速Rayleigh波 共振散射
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 178-188
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201535

摘要

塑料类高分子材料甲基丙烯酸甲酯-亚克力(PMMA)圆柱中亚音速Rayleigh波低频隧穿共振可引起反向散射增强,在低频标准散射体设计等领域具有重要应用价值.提出一种微弱形变的规则波纹表面结构,可实现水中PMMA圆柱反向散射低频共振频率的无源调控.利用微扰法推导了水中微弱形变规则波纹圆柱反向散射低频共振频率偏移的近似解,讨论了波纹微扰系数、周期对规则波纹圆柱共振频率偏移的影响规律.基于Rayleigh波相位匹配方法分析了低频共振频率偏移的机理.研究表明:微弱形变规则波纹圆柱中亚音速Rayleigh波沿微弱形变波纹表面传播,与光滑圆柱体相比,传播路径的改变引起Rayleigh波传播相位变化,导致了Rayleigh波低频共振频率发生偏移.最后开展了微弱形变规则波纹圆柱体声散射特性水池实验,获取了其反向散射共振频率,明显观察到了规则波纹圆柱共振频率偏移现象,与理论预报结果吻合较好.