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水下均匀材料层的反射特性和对比试验

2007-01-28,,,

船海工程 2007年6期
关键词:理论测量实验

, ,,

(海军工程大学 兵器工程系,湖北 武汉 430033)

潜艇、鱼水雷等现代水下武器装备都是单层或多层的壳体结构。一般情况下,目标外壳的曲率半径远大于声波长(即高频情况下)时可以等效为平面层介质来研究。在声呐工程中,研究单层均匀介质层的反射特性是非常重要的。在一定条件下,多层结构的声特性可以等效为单层结构特性的叠加[1-2]。本文采用传递矩阵方法推导给出了单层均匀介质反射透射系数公式,并设计进行了对比实验,从理论和实验两方面研究水下不同厚度的钢板和玻璃钢板的反射特性。

1 水下均匀材料层的反射透射系数

1.1 非弹性均匀材料层的反射透射系数

如图1所示,省略时间因子e-iωt后,入射声波pi、反射声波pr和透射声波pt可写为:

图1 水下单层介

pi=eik0(xsinθi+zcosθi)

pr=γeik0(xsinθr-zcosθr)

pt=τeik2(xsinθt+zcosθt)

(1)

式中:γ——反射系数;

τ——透射系数;

k0——下半无限介质的纵波波数;

k2——上半无限介质的纵波波数。

因为不需要考虑横波,研究非弹性层反射透射特性的传递矩阵是2×2矩阵[3]。其输入端与输出端边界上振速和压力的关系为:

(2)

式中:φj=kjcosθjdj,dj是第j层的厚度;

θj根据Snell定律求得,k0sinθi=kjsinθj。

②诊断上于与国内外多数学者对颈源性头痛患者诊断相比:更简洁明了,医生更易掌握,尤其是基层医生。具体内容见前段解释。

厚度为d1的层输入端与输出端的边界条件为:

1)z=d1的边界上。

2)z=0的边界上。

(3)

1.2 弹性均匀材料层的反射透射系数

弹性层输入端与输出端边界上振速和应力之间的关系可以写成矩阵形式:

(4)

弹性层传递矩阵是4×4矩阵,矩阵中元素的具体形式详见文献[4]。……

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