аспирант
postgraduate student
доктор физико-математических наук
doctor of physical and mathematical sciences
Вследствие практической ценности результатов исследования рассеяния звука на телах различной структуры и конфигурации важна и актуальна проверка их непротиворечивости. Существующие способы контроля точности решений дифракционных задач не позволяют оценить корректность полученных данных. Для достижения этой цели предложеноиспользовать энергетический критерий, заключающийся в проверке выполнения закона сохранения акустической энергии. В качестве энергетической характеристики, баланс которой необходимо исследовать согласно данному критерию, должен выступать поток энергии звуковой волны, усредненный по времени. Выражение для интегрального энергетического критерия представляет собой равенство среднего потока энергии в рассеянной волне и среднего потока энергии взаимодействия падающего и рассеянного поля. Задача о дифракции плоской звуковой волны на абсолютно жесткой неподвижной сфере выступала в качестве модельной для демонстрации применения энергетического критерия. Исследование энергетического баланса проведено для различных значений волнового числа, а такжерадиусов тела и сферической поверхности, окружающей препятствие. На основе анализа полученных результатов установлено, что высокая степень точности выполнения энергетического критерия свидетельствует о правильности решения поставленной дифракционной задачи. Показано, что использование энергетического критерия позволяет обнаружитьналичие ошибок в значениях искомых коэффициентов. Неточность найденного решения выявлена графически путем анализа зависимости расхождения между энергетическими показателями от числового параметра, характеризующего величину введенной ошибки.Исследовано угловое распределение среднего за период потока энергии в рассеянной волне и определено, что ошибочный расчет коэффициентов приводит к его видоизменению.
Due to the practical value of the results of studying sound scattering on bodies of various structures and configurations, checking their consistency is important and relevant. The existing methods for monitoring accuracy of solutions to diffraction problems don’t allow assessing correctness of the data obtained. To achieve this goal, it is proposed to use an energy criterion, which consists in checking fulfilment of the law of conservation of acoustic energy. The energycharacteristic whose balance must be investigated according to this criterion should be a timeaveraged energy flux of a sound wave. The expression for the integral energy criterion represents the equality of an average energy flux in a scattered wave and an average energy flux of the interaction of incident and scattered fields. The problem of diffraction of a plane sound wave on an absolutely rigid stationary sphere served as a model problem to demonstrate the applicationof the energy criterion. The energy balance study was carried out for different values of a wave number as well as a radius of the body and the spherical surface surrounding the obstacle.Based on the analysis of the results obtained, it was found that a high degree of accuracy in fulfilling the energy criterion indicates the correctness of the solution to the posed diffraction problem. It is shown that the use of the energy criterion makes it possible to detect errors in the values of the sought coefficients. The inaccuracy of the found solution was revealed graphically by analyzing the dependence of a discrepancy between the energy indicators on the numericalparameter characterizing a magnitude of the introduced error. The angular distribution of the period-average energy flux in the scattered wave was studied, and it was determined that a wrong calculation of the coefficients leads to its modification.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.