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《浙江大学》 2010年
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声波在非均匀温度场中的传播

付文华  
【摘要】: 声波的传播技术在众多领域有着广泛的应用,其中利用温度梯度分布实现声波传播控制的技术近年来引起人们的关注。 为了精确描述非均匀介质中的声传播特性,分别构建了声波传播的射线法模型和有限元法模型,研究了声波的频率、入射角以及非均匀介质的温度分布特性对声传播的影响,着重分析计算了斜入射声波的传播问题,探讨了增大非均匀介质对声波反射系数的方法。 在射线法模型中,对声波传播的非均匀区间进行多层分割,每层近似为均匀介质,进行逐层迭代运算,从而得到声波传播的解析解。射线法结果虽然在大体上反映了声波传播的一般趋势,但是有一定的局限性,特别是在声波频率较高时可能不能满足计算的收敛性要求。 在有限元法模型中,对非均匀区进行单元离散划分,合成总刚度矩阵,利用共轭梯度法对合成的大规模矩阵进行仿真计算,从而得到声波传播的数值解。有限元法结果表明:有限元法是一种解决声波传播问题的有效方法,能够很好描述声波传播的特性;声波在非均匀温度区中的传播特性与介质温度分布参数、声波频率和入射角有关,其反射系数近似为声波穿越非均匀介质长度的周期函数。当入射声波参数和非均匀介质的温度分布特性之间满足一定条件时,声波将在介质界面上发生强烈反射,甚至全反射,这为声波传播路径的有效控制提供了灵活的技术手段。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O422

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴莎;基于无线传感器网络的声定位技术研究[D];西安工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张永杰;孙秦;;大型稀疏复线性方程组双共轭梯度法[J];航空计算技术;2006年04期
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4 林伟军,王秀明,张海澜;用于弹性波方程模拟的基于逐元技术的谱元法[J];自然科学进展;2005年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 舒祖菊;彭国勋;;快装箱的静力学有限元模型参数的识别[J];安徽农业大学学报;2010年01期
2 胡远东;;基于MATLAB数字滤波器的设计[J];安徽科技学院学报;2009年05期
3 邹俊峰;两种感受性声波干涉的方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年02期
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9 刘亚雷;顾晓辉;;三维运动声阵列对双点声源角跟踪指向性能研究[J];兵工学报;2012年05期
10 刘赵淼;刘华敏;金艳梅;;丙三醇溶液液滴形成过程的数值模拟[J];北京工业大学学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄民;郝静如;张艳军;曾新海;;排水管道内壁的多波束声纳检测方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 姜麟;孔繁德;;基于网格技术的有限元计算与仿真[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 杨亮亮;王保强;李永红;;超声对昆明小鼠学习记忆行为的影响[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
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5 张云电;余芳;;压电换能器和超声聚能器谐振频率数控修正方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 王国军;孙颖;李嘉禄;焦亚男;;碳/环氧三维多向编织复合材料超声衰减实验研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
7 刘海燕;岳宝增;曹健;;Cassini贮腔中液体晃动特性研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
8 杜建镔;宋先凯;;基于声学准则的阻尼材料分布优化设计[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
9 刘海燕;岳宝增;梁琼;;Cassini贮腔中液体晃动频率特性研究[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
10 付喜华;洪明;刘连海;;舰船加筋结构声辐射数值模拟方法研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 魏浩征;高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年
3 李国能;燃烧诱发热声不稳定特性及控制研究[D];浙江大学;2009年
4 范菊莉;人血小板冷冻干燥保存工艺的优化研究[D];浙江大学;2009年
5 樊炜;海底热液口温度场声学测量技术研究[D];浙江大学;2010年
6 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 刘松;基于相位共轭方法进行声源识别和定位[D];大连理工大学;2011年
8 蒋冰莉;MOEMS声传感技术及低频声传播特性研究[D];华中科技大学;2011年
9 李善德;大规模声学问题的快速多极边界元方法研究[D];华中科技大学;2011年
10 陈庆任;近自由面三维振动翼水动力研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李连举;轴流式通风机气动噪声分布特性的数值研究[D];山东科技大学;2010年
2 何敬玉;罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
3 石琢;纤维/颗粒—树脂基层合复合材料的吸声性能研究[D];浙江理工大学;2010年
4 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
5 赵丛;高阶Hermite元及其在椭圆边值均匀化问题中的应用[D];郑州大学;2010年
6 何旭东;水声材料反射系数自由场宽带测试技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张磊;音频样例检索技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 龚家元;水中覆阻尼层弹性板及柱壳中的漏Lamb波研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马佳男;格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 马伟佳;滑行艇在波浪中的纵向运动性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾云得,冷树林,刘万春,裴洪安;四元被动声敏感阵列定位模型分析和仿真[J];兵工学报;2001年02期
2 董明荣;许学忠;张彤;李家武;张敏;梁旭斌;;空中炸点三基阵声学定位技术研究[J];兵工学报;2010年03期
3 汪泉弟;魏欣;杜松旺;杨承河;杨永明;;一种高精度无线传感器网络节点三维定位算法[J];传感技术学报;2008年12期
4 徐航,张志杰;炸点座标的光电探测技术[J];弹道学报;1992年03期
5 朱广信,陈彪,金蓉;基于传声器阵列的声源定位[J];电声技术;2003年01期
6 林志斌,徐柏龄;基于传声器阵列的声源定位[J];电声技术;2004年05期
7 严素清,黄冰;传声器阵列的声源定位研究[J];电声技术;2004年12期
8 林积微;欧阳清;李辉;;一种平面传声器阵列在声源定位中的研究[J];电声技术;2007年12期
9 刘海英;冯文秀;;一种低功耗无线传感器解决方案[J];工业控制计算机;2011年02期
10 王振涛;郝忠孝;贺洪江;;基于传声器阵列的声源定位系统的研究[J];华北电力大学学报(自然科学版);2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓戈燕;无线传感器网络中的同步算法及能耗研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王凤久;基于传声器阵列的三维空间声源定位系统的研究[D];河北工程大学;2010年
2 肖启峰;无线传感器网络协作通信定时间步方法研究[D];广东工业大学;2011年
3 姚怡;应用于精准灌溉的无线传感网定位技术研究[D];湖南大学;2009年
4 曹国强;声定位系统及其数字信号处理技术的研究[D];南京理工大学;2002年
5 张伟政;炸点测量系统的作用距离分析[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
6 刘玉鹏;爆炸炸点传感器探测系统的研究[D];南京理工大学;2004年
7 纪鸣;声频信号定向传播技术研究[D];西北工业大学;2005年
8 郭杨;基于时差测量的无线定位技术研究[D];吉林大学;2005年
9 郭俊成;基于传声器阵列的声源定位技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 李新兵;无线传感器网络节点自定位技术研究[D];中南大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王则柯,徐森林;逼近零点与计算复杂性理论[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1984年01期
2 王秀明,张海澜;用于具有不规则起伏自由表面的介质中弹性波模拟的有限差分算法[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2004年05期
3 田丰,邵富群,王福利;声学法工业炉温度场检测的现状与关键技术[J];煤炭科学技术;2002年06期
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5 龙云亮,文希理,谢处方;复平面上超越函数零点的数值计算[J];数值计算与计算机应用;1994年02期
6 沈功田,耿荣生,刘时风;连续声发射信号的源定位技术[J];无损检测;2002年04期
7 姜根山,安连锁,杨昆;锅炉换热器管道泄漏口声辐射指向性特征数值研究[J];中国电机工程学报;2002年06期
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 高传昌;;并联管道中水击波传递与反射特性分析[A];水电科技论文集[C];1990年
3 王贤明;唐少强;;波动问题多次透射人工边界条件分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 陈晓辉;赖颖昕;张世昌;;同轴布拉格反射器数值模拟的比较研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
5 梁修锋;于洋;杨建民;;消波滩消波的数值模拟与反射系数计算[A];2006年度海洋工程学术会议论文集[C];2006年
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7 肖中银;王子华;徐得名;;微波手征材料等效电磁参数对吸波特性的影响[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
8 孟凡计;杨儒贵;;多层介质加载频率选择表面的反射系数研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
9 刘芫健;张业荣;曹伟;;基于时域射线跟踪法的反射系数研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
10 胡先进;;一种微波振荡器设计[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年
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2 郭卫;身居高层老人心态差[N];保健时报;2004年
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6 王宇 博士;“热岛”思凉意[N];深圳商报;2000年
7 欣欣;地砖不要太白亮[N];卫生与生活报;2006年
8 何倩;老人住高层 心理需调适[N];医药养生保健报;2007年
9 郭卫;老人住高楼 心理需调适[N];大众卫生报;2003年
10 郭卫;住高层的老人心理要调适[N];保健时报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵利民;人、反射波浪的分离与反射系数的研究[D];大连理工大学;2003年
2 王驰;基于声—地震耦合的声波探雷模型研究[D];天津大学;2009年
3 刘前坤;方位各向异性介质AVO及弹性波阻抗研究[D];吉林大学;2008年
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6 孙丽萍;能量有限元法研究及其应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 刘勇;波浪与Jarlan型开孔墙式防波堤的相互作用[D];大连理工大学;2007年
8 李保忠;非饱和多孔介质中波的传播[D];浙江大学;2007年
9 陈荣钱;基于声波传播方程的计算气动声学混合方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
10 王国玉;特种防波堤结构型式及水动力特性研究[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付文华;声波在非均匀温度场中的传播[D];浙江大学;2010年
2 陈彤彤;基于某材料的水下声隐身研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 王利军;基于超声波炉膛高温测量系统的研究[D];华北电力大学;2012年
4 田晓培;声波在非均匀介质中的传播[D];浙江大学;2011年
5 张军;基于FFP算法的水下低频声传播特性研究[D];国防科学技术大学;2008年
6 高红梅;平面电磁波与一维强碰撞弱电离等离子体的相互作用[D];大连理工大学;2008年
7 王涛;电磁场计算中的时域有限差分法的研究[D];吉林大学;2005年
8 杜永兴;微波热疗天线的设计与研究[D];西安理工大学;2007年
9 刘天胜;非磁化冷等离子体的频选特性理论及应用研究[D];上海交通大学;2008年
10 王瑜;浅水小波高条件下桩式透空堤消浪效果研究[D];河海大学;2006年
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