Отражение сферической звуковой волны от упругого полупространства с прилегающим неоднородным слоем жидкости
https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-5-320-330
Аннотация
В статье рассматривается задача об отражении сферической звуковой волны от упругого полупространства с прилегающим неоднородным слоем жидкости. Полагается, что однородное изотропное упругое полупространство покрыто непрерывно-неоднородным плоским слоем жидкости с произвольным законом неоднородности. Точечный источник гармонических звуковых волн помещен в идеальную однородную жидкость, граничащую с
неоднородным слоем.
Аналитическое решение рассматриваемой задачи получено на основе решения аналогичной задачи в случае падения плоской волны.
Акустическое давление в сферической волне представляется в интегральной форме в виде разложения по плоским волнам. При этом подынтегральное выражение оказывается аналогичным по форме выражению для давления в плоской падающей волне. Поэтому давление в рассеянной волне в случае падения сферической волны на полупространство с неоднородным жидким слоем записывается в виде интеграла, подынтегральное выражение которого аналогично по форме выражению для давления в рассеянной волне при падении плоской волны. Для определения волнового поля в неоднородном слое жидкости
построена краевая задача для системы обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка, приближенное аналитическое решение которой получено методом степенных
рядов.
Об авторе
Лев Алексеевич ТолоконниковРоссия
доктор физико-математических наук, профессор
Список литературы
1. Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. 344 с.
2. Бреховских Л. М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 416 с.
3. Ingard U. On the reflection of a spherical sound wave from an infinite plane // J. Acoust. Soc. Am. 1951. Vol. 23. No. 3. P. 329 – 335.
4. Magnuson A. H. Acoustic response in a liquid overlying a homogeneous viscoelastic half-space // J. Acoust. Soc. Am. 1975. Vol. 57. No. 5. P. 1017 – 1024.
5. Lamb Jr. The transmission of a spherical sound wave through a thin elastic plate // Ann. Phys. 1957. Vol. 1. No. 3. P. 233 – 246.
6. Шендеров Е.Л. Волновые задачи гидроакустики. Л.: Судостроение, 1972. 352 с.
7. Piquette J. C. Spherical-wave scattering by a finite-thickness solid plate of infinite lateral extent, with some implications for panel measurements // J. Acoust. Soc. Am. 1988. Vol. 83. No. 4. P. 1284 – 1294.
8. Piquette J. C. Interactions of a spherical wave with a bilaminar plate composed of homogeneous and isotropic solid layers // J. Acoust. Soc. Am. 1988. Vol. 84. No. 4. P. 1526 – 1535.
9. Куртепов В. М. Звуковое поле точечного источника при наличии в среде тонкой бесконечной пластины (дискретный спектр) // Акуст. журн. 1969. Т. 15. Вып 4. С. 560 – 566.
10. Шендеров Е.Л. Прохождение сферической звуковой волны сквозь упругий слой // Акуст. журн. 1991. Т. 37. Вып. 4. С. 800 – 807.
11. Шушкевич Г. Ч., Киселева Н. Н. Экранирование звукового поля плоским упругим слоем и тонкой незамкнутой сферической оболочкой // Информатика. 2014. Вып. 2. C. 36 – 48.
12. Толоконников Л. А., Нгуен Т. Ш.. Прохождение сферической звуковой волны через упругую пластину с неоднородным покрытием // Чебышевский сборник. 2022. Т. 23. Вып. 5. С. 305 – 319.
13. Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975. 872 с.
14. Смирнов В. И. Курс высшей математики. Т. 2. М.: Наука, 1969. 656 с.
Рецензия
Для цитирования:
Толоконников Л.А. Отражение сферической звуковой волны от упругого полупространства с прилегающим неоднородным слоем жидкости. Чебышевский сборник. 2023;24(5):320-330. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-5-320-330
For citation:
Tolokonnikov L.A. Reflection of a spherical sound wave from an elastic half-space with an adjacent inhomogeneous liquid layer. Chebyshevskii Sbornik. 2023;24(5):320-330. (In Russ.) https://doi.org/10.22405/2226-8383-2023-24-5-320-330