含气泡介质的声速频散特性研究

发布时间：2021-06-24 10:46

　　声波是迄今为止唯一可以在海洋中远距离传播的能量形式。对于声波在海洋波导中的传播,海水作为传播的媒介,海洋沉积物作为下边界,海水和沉积物中少量气体的存在都会显著改变其声学特性,主要体现在含气泡介质声速频散以及衰减的频率特性。研究含气泡介质的声学特性对海洋声场预报,海底勘探以及地震监测具有重要意义。本文首先推导了含气泡液体中的声传播模型。通过将气泡在液体的振动类比于弹簧的机械运动,分析了气泡在液体中振动的等效质量和等效刚度,从而得到了气泡的共振频率,并基于热传导和表面张力进行了修正。通过分析散射声场得到了气泡的振动阻尼,根据阻尼、压缩系数与声速的关系,得到了含气泡液体中声传播的声速和衰减表示。此外,通过分析拉格朗日方程得到了气泡的体积振动模型,经推导得到了相同的结果。然后从声波在液体中的线性传播角度,将气泡振动方程与含气泡液体的声传播方程联立,同样得到了含气泡液体的声速和衰减表达式。本文为了修正含气泡液体的声速和衰减模型,分别从等效波数和气泡多体散射两个方向进行了分析,得到了同时考虑等效波数以及作用范围的多体散射修正结果,修正了含气泡液体的声速和衰减模型。然后在含气泡液体的两个模型基础上,... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水中不同尺寸气泡的共振频率随深度的变化

10提到深度时都默认深度1h 为 0 米。程，我们分别得到了半径为 10 微米，100 微米以及 1，如图 2.3 所示。我们发现修正后的气泡共振频率随

图 2.4 共振时110b对水中大部分气泡的共振频率进行较为准确的：（a）半径过小的气泡（空化中很重要）；（b）在液体表面的气泡；（e）非球形气泡。常数和（2-25）可以得到散射声压和入射声压的声压( ) ( ) ( ) ( 02 20 1 1 01 4wR rf f i kR d b f f μ ρ ω= + + + 部即为总阻尼常数项，其主要由以下三部分组成；（b）热传导阻尼项 ( )( )2th 1 1 0δ = d b f f，是 d ( )2w ρ ωR，它是水的动态剪切粘度系数wμ ρ 的净水中的气泡分别在入射声波频率为 1、10 和化的关系，并且在 10kHz 下分别给出了三种阻波频率下的可共振的气泡半径。可以发现，在不

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3246947