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基于多模态展开的黏弹性材料复纵波波速反演方法

2021-07-14党仁俊

声学技术 2021年3期

党仁俊,王 斌,范 军

(上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,海洋工程国家重点实验室,上海200240)

0 引 言

声学覆盖层通常以橡胶等黏弹性阻尼材料作为基体,并在其中嵌入人工设计的特殊声学结构,如空腔等,以提升低频吸声性能或使材料具有宽带吸声性能[1]。试验测量[2]和数值模拟[3]在声学覆盖层的设计、评估和优化中均有着广泛应用。随着计算技术的飞速发展,数值模拟在效率和灵活性等方面的优势,使其在覆盖层的设计和优化阶段发挥着越来越重要的作用。作为关键输入参数,黏弹性材料动力学参数测量精度直接决定了声学覆盖层声学性能数值模拟结果的精度。

通常,测量黏弹性材料动力学参数的方法可以分为力学方法和声学方法。力学方法主要通过测量材料试样的振动特性得到参数,如载荷质量法[4-5]、振动梁法[6-7]和动态黏弹谱仪法[8-9]。载荷质量法和振动梁法必须根据测试频率来调节质量载荷或测试样品长度,测试工作量较大;而动态黏弹谱仪的工作频率在几百赫兹以下,测试范围有限。虽然一些改进或外推的方法可以帮助突破测试极限[10],但对于泊松比趋于0.5的黏弹性材料,这些改进或外推的力学方法仍需要进一步的试验验证[11]。除此之外,在高静水压力的条件下力学方法的测量系统设计极为复杂。

相比之下,声学方法更适合在高静水压力下(例如在声管中)测量黏弹性材料的动力学参数。在过……

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