波源对纵向模态导波在管道中传播的影响研究

发布时间：2018-03-24 16:49

  本文选题：改进的半解析有限元模型　切入点：纵向模态导波　出处：《机械工程学报》2015年12期

【摘要】：针对波源对纵向模态导波在管道中传播的影响问题,建立改进的管道纵向模态导波半解析有限元(Semi-analytical finite element,SAFE)模型,相对先前的SAFE模型,实现纵向模态导波的单独计算求解,提高了计算效率。在此基础上,利用正交模态展开法建立波源对纵向模态导波在管道中传播影响的数学模型,分析数学模型可以看到纵向模态导波的幅值取决于导波的波结构和波源特性。为论证波源对纵向模态导波在管道中传播影响的数学模型,通过数值计算和试验方法,从相同波源激励的不同纵向模态导波之间的幅值关系和不同波源激励的同一模态导波之间的幅值关系两个方面开展研究工作。对比数值计算结果和试验结果,说明建立的波源对纵向模态导波在管道中传播影响的数学模型是可信的。研究结论为设计合适的导波传感器实现在管道中激励特定的纵向模态导波奠定了基础。
[Abstract]:Aiming at the influence of wave source on the propagation of longitudinal modal guided wave in pipeline, an improved semi-analytical finite element semi-analytical finite element (SAFEE) model of longitudinal modal guided wave in pipeline is established. Compared with the previous SAFE model, the longitudinal modal guided wave can be solved separately. On the basis of this, the mathematical model of the influence of the wave source on the longitudinal mode guided wave propagation in the pipeline is established by using the orthogonal mode expansion method. By analyzing the mathematical model, we can see that the amplitude of longitudinal mode guided wave depends on the wave structure and wave source characteristics. In order to demonstrate the influence of wave source on the propagation of longitudinal mode guided wave in pipeline, the numerical calculation and experimental method are used. The research work is carried out from two aspects: the amplitude relationship between different longitudinal mode guided waves excited by the same wave source and the amplitude relationship between the same mode guided waves excited by different wave sources. The numerical results are compared with the experimental results. It is shown that the mathematical model of the influence of the wave source on the propagation of longitudinal mode guided waves in pipeline is credible. The research results lay a foundation for the design of appropriate guided wave sensors to excite specific longitudinal mode guided waves in pipelines.
【作者单位】： 浙江大学现代制造工程研究所;浙江大学数字技术及仪器研究所;杭州浙达精益机电技术股份有限公司;
【基金】：国家自然科学基金(51275454,61271084) 质检公益性行业科研专项(20140027) 中央高校基本科研业务费专项资助项目
【分类号】：TG115.28

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：1659169