Page 244 - 《应用声学》2023年第2期
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纵向表面波衰减随着频率的增大而增大,其原因可 3 结论
能是频率的增大导致孔隙介质中流体的耗散作用
由黏滞力转化为惯性力为主;当频率相同时,表面波 本文利用正交曲线坐标系,系统地研究了孔隙
的衰减随孔隙度的增大而增大,孔隙度的增大意味 介质圆柱纵向表面波的传播特性。首先在正交曲线
着孔隙介质中的流体含量增多,导致其耗散能量也 坐标系下推导出纵向表面波的频散方程,得到相应
增大,从而引起表面波更大的衰减。从图 9 中可以 的频散曲线,结果表明表面波相速度随频率的增大
看出,衰减因子随频率增大而减小,表明在同一孔隙 而增大,且最终趋向于孔隙介质的平面 Rayleigh 波
度下,衰减因子越小表面波的衰减反而越大。 速度。然后,对比了纵向导波最低模态与纵向表面
波的频散曲线,发现当频率足够大时,导波最低模态
2400
的相速度趋近于表面波速度。最后,分析了曲率半
径对表面波频散的影响,以及孔隙度对表面波频散
ᄱᤴए/(mSs -1 ) β =0.05 随曲率半径的增大而增大,且当曲率半径足够大时
2200
和衰减的影响。结果表明,同频率下表面波相速度
频散曲线几乎与平面Rayleigh 波速度相同。当孔隙
2000
β =0.10
β =0.15 度变化时,表面波的频散和衰减都会受到明显影响:
在同一频率下,表面波相速度随着孔隙度的增大而
1800 减小,且孔隙度直接决定体波速度大小,导致不同孔
0 2 4 6
ᮠဋ/MHz
隙度下的相速度频散曲线最终趋向的稳定值各不
图 7 不同孔隙度下的表面波频散曲线对比 相同;表面波因孔隙介质的耗散作用在传播方向会
Fig. 7 Dispersion curves with different porosity 产生衰减,且衰减随着孔隙度增大而增大。
2.0
β =0.05 参 考 文 献
β =0.10
1.5
β =0.15
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Fig. 9 Attenuation factor with different porosity Yan Shouguo, Xie Fuli, Zhang Bixing. Attenuation of