非均匀波导中的最大声能流透射及鲁棒性分析

• 作者: 郭威 杨德森
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 非均匀波导 能流最大透射 全透射 最佳入射波
• 年，卷（期）: 2021,（17）
• 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|ELECTROMAGNETISM, OPTICS, ACOUSTICS, HEAT TRANSFER,CLASSICAL MECHANICS, AND FLUID DYNAMICS
• 页码范围: 209-218
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20210495

摘要

以变截面含可穿透散射体波导为模型,理论研究声波在非均匀波导中的最大透射问题.通过耦合简正波理论构建模态域内透射矩阵和水平波数矩阵,推导透射波能流的具体表达式,分析任意入射波的能流透射率随频率的变化,进而讨论任意给定频率下能够产生最大能流透射率的最佳入射波,并给出数组全透射声场算例.最佳入射波仅由可传播模态决定,与衰逝模态无关.利用衰逝模态不携带能流的特性,讨论衰逝模态对产生能流最大透射声场的影响,并分析最大能流透射的鲁棒性.在频率满足一定条件时,全透射声场可能表现出完美鲁棒性.文中所述方法可延伸至多种非均匀波导以分析其中的能流最大透射问题.