左汉锋，仲从侃，韩庆邦

(1. 山东省产品质量检验研究院，山东济南 250100；2. 河海大学物联网工程学院，江苏常州 213022)

关键字：超声导波；充液管道；频散特性

0 引 言

管道运输是方便而高效的运输方式之一，尤其是地埋管道在供水系统的广泛运用，让它与人们的生活密切相关。然而，由于供水管道受腐蚀、老化以及第三方损坏等因素的影响，大量的水资源会因此而浪费。所以，在过去的几十年中，人们一直致力于地埋管道的漏损检测研究。

多年来，声学方法一直广泛应用于管道的漏损检测[1-2]。前人早已对充液管道中声波的传播特性进行了大量的研究。Pinnington等[3]给出了轴对称流体主导波和管壁压缩波的低频波数表达式。Fuller等[4]提出了在充满流体的薄壁圆柱形弹性壳中自由波的色散曲线和能量分布。Sinha等[5]分析了内外皆有流体负载的圆柱体中轴对称波传播的情况。Lafleur等[6]研究了充液管道中低频模态导波的传播特性。Muggleton等[7-8]提出了一种预测地埋充液管道波数和波衰减的低频理论模型。但该模型把土壤当作流体介质，没有考虑管道和土壤之间的剪切效应，与现实情况有一定差距。Li等[9-10]基于圆柱薄壳理论，分析管内气体与管壁之间的声学耦合，确定声波主要传输路径，从而选择合适的特征频带来抑制传输频散。但由于忽略了外部空气的影响，最终结果存在一定的误差。Gao等[11-13]进行了充液管道结构和流体低频运动的理论与实验研究，并在此基础上分析了流体主导波的频散特性和建立了充液管道中轴对称波动引起的地表震动解析模型。……