Статья

Название статьи НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛОИСТЫХ СРЕД В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ
Автор Н. П. Заграй, В. Ю. Вишневецкий
Рубрика РАЗДЕЛ I. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Месяц, год 06, 2018
Индекс УДК 534. 222
DOI
Аннотация Рассматривается нелинейный анализ и синтез слоистых сред. Указывается общность и отличия анализа и синтеза в описании нелинейных процессов в акустике, обусловленных физической нелинейностью слоистой среды. Получены в аналитическом виде общие выражения для давлений волн комбинационных частот при нелинейном взаимодействии в слоистой среде. Предложена модель, на основе которой получены выражения, позволяющие оценить вклады в параметры поля параметрической акустической антенны при изменении среды взаимодействия. Модель рассматривает экологические системы, состоящие из различного числа дискретных слоев с постоянными параметрами. Разработанная модель представляет собой дискретную аддитивную сумму вкладов всех слоев, из которых состоит рассматриваемая система. Рассмотрение и анализ проводится по выражениям поперечных и продольных апертурных множителей в каждом отдельном слое. Получена картина изменения угловой зависимости амплитуды продольного апертурного множителя акустической параметрической антенны при перемещении границы раздела сред в области нелинейного взаимодействия тонкого слоя второй (промежуточной) среды постоянной длины на примере слоистой системы "Вода – Глицерин – Вода". Из этой угловой зависимости представлены амплитуды и фазы продольного апертурного множителя акустической параметрической антенны для рассмотренной трехслойной системы при перемещении границы раздела сред в области нелинейного взаимодействия. Они показывают существенные изменения этих характеристик при изменении геометрических параметров контактирующих систем. Для трехслойной системы подучена динамика формирования характеристики направленности с увеличением длины третьего слоя. Предложенная модель данного рассмотрения позволяет включить в рассмотрение анализ различных слоистых структур экологических сред с помощью нелинейного взаимодействия акустических волн. При известном количестве слоев и их протяженностей становится возможным определение соотношений акустических импедансов контактирующих сред. Представлены численные результаты для различных слоистых систем. Подобное рассмотрение реальное ситуации возможно и в случаях контактирующих сред в случае размытых слоев. Таким образом, при анализе и синтезе слоистых сред в экологическом мониторинге появляется возможность построения и реализации метода дистанционного определения параметров контактирующих сред, основывающийся на аналитической обработке результатов измерений.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нелинейное взаимодействие; нелинейные волновые уравнения; волны комбинационных частот акустического поля; направленность параметрической акустической антенны с системой слоев в области нелинейного взаимодействия.
Библиографический список 1. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. – М.: Наука, 1966. – 519 с.
2. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. – М.: Наука, 1990. – 432 с.
3. Бахвалов Н.С., Жилейкин Я.М., Заболотская Е.А. Нелинейная теория звуковых пучков. – М.: Наука, 1982. – 174 с.
4. Зверев В.А., Калачев А.И. Измерение рассеяния звука звуком при наложении параллельных пучков // Акустический журнал. – 1968. – Т. 15. – Вып. 2. – С. 214-220.
5. Зарембо Л.К., Красильников В.А., Случ В.Н., Сухаревская О.Ю. О некоторых явлениях при вынужденных нелинейных колебаниях акустических резонаторов // Акустический журнал. – 1966. – Т. 12. – С. 486-490.
6. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику: учеб. пособие / под ред. В.А. Красильникова. – М.: Наука, ГРФМЛ, 1984. – 400 с.
7. Руденко О.В., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. – М.: Наука, 1975. – 288 с.
8. Лапина Э.П. Об эффекте взаимодействия акустических волн в слоистых средах // Вестник МГУ. Сер. 3: Физика, астрономия. – 1979. – T. 20, № 1. – C. 85-88.
9. Наугольных К.А., Островский Л.А., Сутин А.М. В кн.: Нелинейная акустика. – Горький: Изд-во ИПФ АН СССР, 1980. – С. 9.
10. Наугольных К.А., Островский Л.А. Нелинейные волновые процессы в акустике. – М.: Наука, 1990. – 236 с.
11. Загpай Н.П., Голосов С.П. Экспеpиментальные исследования поля паpаметpического излучателя пpи наличии пpегpады в области взаимодействия // Сб. ”Пpикладаная акустика”. – 1983. – Вып. 9.
12. Alippi A., Bertolotti M., Ferrary A., Sette D., Sibilia G., Zagrai N. Behaviour of a nonlinear acoustic resonator under conditions of pulsed excitation // 12 International Congres on Acoustics, Toronto, Canada,1986.
13. Alippi A., Scarano G., Zagrai N. Directivity Pattern of Parametrically Generated Acoustic Waves // ITALI, Il Nuovo Cimento. – 1987. – Vol. 9D, No. 5. – P. 489-496.
14. Заграй Н.П., Голосов С.П. Влияние преграды в области нелинейного взаимодействия акустических волн на характеристики параметрического излучателя // Сб. НТО им.А.Н. Крылова "Акустические методы исследования океана". – Л.: Судостроение, 1980. – Вып. 334. – С. 50-55.
15. Заграй Н.П., Голосов С.П. Поле параметрического излучателя при изменении формы области взаимодействия // В кн. "Прикладная акустика". – Таганрог: ТРТИ, 1985. – Вып. ХI. – С. 32-36.
16. Заграй Н.П., Голосов С.П. Влияние формы области нелинейного взаимодействия на поле параметрической антенны // Научно-технический сборник: Судостроительная промышленность. Cерия: Акустика, ЦНИИ "Румб". – 1990. – Вып. 6. – С. 83-84.
17. Заграй Н.П. Пространственный анализ и синтез сигналов параметрической антенны в среде с вертикальным распределением скорости звука // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 1995. – № 4. – С. 18-21.
18. Заграй Н.П. Нелинейные взаимодействия в слоистых и неоднородных средах / под ред. академика АЕН РФ В.И. Тимошенко. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998. – 433 с.
19. Санчес-Паленсия Э. Неоднородные среды и теория колебаний. – М.: Мир, 1984. – 472 с.
20. Заграй Н.П., Павлова М.Н. Применение метода погружения для решения задач распространения волн в неоднородной слоистой среде // НТК “Радио и волоконно-оптическая связь, локация и навигация”: Тезисы докладов. Россия, Воронеж, 1997. – Т. 1. – С. 37-40.

Comments are closed.