弹性体内一类表面波的求解

研究了在平面应变假设条件下,弹性体内一类表面波的求解以及一般解的结构。文献[6]只给出了表面波的一个右行波解,且无求解过程。基于表面波的解可表示为膨胀波和畸变波的叠加,利用分离变量法求出了表面波的一般解,一般解包含无穷多个行波解,这些行波解可能为左行波、右行波或左右行波的叠加。另外,还讨论了表面波一般解的结构以及不同行波解波速之间的关系,发现不同行波的波速大小相同。     

圆柱形容器中自由表面波的非线性解

对圆柱形容器中的自由毛细重力表面波进行了摄动分析.采用毛细重力表面波的线性解作为本征函数,对自由面波高及速度势作Galerkin展开,根据Luke变分原理,导出了非线性自由毛细重力表面波的控制方程.使用多重尺度法导出了控制方程的前三阶摄动方程,在表面波列在无内共振情况下,求出了所讨论问题的三阶一致有效解,并且发现由于模态间的非线性相互作用,波的固有频率得到了修正.     

一类非线性晶体界面表面波的渐近解

研究了一类晶体界面非线性表面波。首先考虑了对应的晶体界面表面波方程,引入一个新的具有限制变量的泛函,并求出其变分。再利用变分原理,构造了一个经过改进后的广义变分迭代式。然后选取相应问题解的初始函数,并由新的迭代关系式依次求出各次渐近解析解。举例说明了用本方法求得的渐近解具有较好的近似度。最后叙述了得到的渐近解的物理意义。     

二层流体中圆弧型贯底式防波堤的绕射波浪力

基于二层流体的水波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了圆弧型贯底式防波堤对二层流体中的表面波与内波绕射的波势解,并据此解析计算了作用于防波堤的波浪力和力矩。计算结果表明:二层流体中表面波与内波对防波堤的无量纲最大波浪载荷的影响可以具有相同量级。而波浪入射角度、二层流体密度比、海况条件以及防波堤几何条件等的变化对绕射波浪作用均存在一定的影响,且表面波与内波作用的变化规律存在一定差异。二层流体中表面波作用因内波的干扰而有别于均匀海表面波的对应结果。     

激光超声表面波检测薄板残余应力的数值模拟

应用ABAQUS有限元软件模拟了脉冲激光激发的超声表面波在半无限大弹性薄板内的传播.首先把激光激励等效为作用在薄板表面的高斯分布的脉冲载荷,模拟输入的超声信号,在边界处采用无限单元来消除边界反射波对接收信号的干扰,接收到的表面波信号具有典型的表面波特点.其次,通过修正弹性模量的方法得到薄板在单向应力状态下的应力场,采用时差法得到表面波在应力区的传播速度,所得的数值结果和理论解与实验结果拟合良好,为激光超声检测残余应力提供了一种有效的数值方法.     

有耗介质平面上表面波特征方程的数值解

推导了有耗介质平面上表面波的电磁场表达式及其特征方程，用Ｋｕｈｎ法求解该复超越方程，很方便地得出了其精确数值解     

垂直电偶极子在覆盖有等离子体的良导体上产生的电磁场的研究

研究了垂直电偶极子在覆盖有等离子体的良导体上产生的电磁场.总电磁场包括了直射波、理想反射波、侧面波和缺陷表面波.因为等离子体的折射系数是随频率变化的复杂函数,所以用于计算缺陷表面波的极点函数的解也是频率的函数.研究了频率对极点方程及其解的影响,并分别计算了直射波、理想反射波和侧面波之和、总场强、以及缺陷表面波的值.金属导体的表面在很宽的频率范围内可以等效为等离子体,本文的研究结果可以用来分析集成微带线电路或者微带天线表面的电磁场分布规律.     

激光衍射法测量低频液体表面波的参量

实验中实现了液体表面波光栅的光衍射,得到了稳定、清晰的衍射图样。改变表面波振幅,发现了各级衍射条纹的强度变化。理论上分析了表面波的光衍射效应,得到了衍射光强度和表面波振幅以及条纹的空间分布和表面波波长的关系。提出了测量液体的表面张力系数、表面波振幅、波长及波速等表面波参量的方法。该方法具有实时、无损和简单实用的特点。     

任意方向磁化的多层结构中静磁波的色散特性

本文通过理论分析,导出了任意方向磁化的多层结构中静磁波传播的普遍色散方程.由该方程可以得到静磁表面波、静磁正向体波以及静磁反向体波色散方程的一般解.     

分层半空间中Love表面波的精细方法

精细积分法是求解线性常微分方程两端边值问题和初值问题的精细算法.应用精细积分法(PIM)和扩展Wittrick-Williams(W-W)算法求解了横观各向同性、分层半空间中的Love表面波问题.岩层是由分层介质置于半无限空间上组成.Love表面波对应于波数-频率域线性常微分方程的本征值问题.利用本征值计数技术,扩展W-W算法可以不遗漏地找到所有本征值,得到计算机精度意义下的精确解.     

Rayleigh波速的简化计算及其相应的弹性性质

分析了Ｓｔｒｏｈ方法，通过特征值的形式将二维变形的一般解表示出来。在此基础上，研究了弹性矩阵的物理意义及其结构，总结出一个新的计算表面波速的方法，最后讨论了Ｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌ极限状态。     

关于重力表面波非线性相互作用

本文利用小慑动法在作者以前求得二阶近似解[13]的基础上给出任意水深重力表面波非线性相互作用的四阶近似理论解(包括基本波系波数矢固定、频率慑动和波数矢、频率皆固定二种情况),并由此得四阶近似推进波、三向波及斜向波与直墙相互作用的理论解。     

声表面波器件用的压电材料

声表面波技术的发展是本世纪六十年代末七十年代初无线电电子技术最有意义的成就之一,目前已制成了完成种种功能的声表面波器件,如滤波器,延迟线,振荡器、放大器、利用非线性效应的器件、声光器件以及表面波声摄象装置等。这些表面波器件的主要组成部分是压电材料基片和叉指电极换能器。压电材料的性能对声表面波器件的发展有很大的影响,本文简单介绍声表面波器件用的压电材料。一、声表面波器件用的压电材料     

左手介质中表面波特性

针对电磁波在左手介质中的传播性质,研究了表面波产生的条件,得出了TE、TM偏振表面波波矢方程。利用麦克斯韦方程得出了表面波的色散特性、能流特性。分析表明非互补介质界面不能同时传播TE表面波和TM表面波。在界面两边介质里的能流方向相反。     

敷介质导体上空水平磁偶极子的电磁场

以波导口径或喇叭在导波面上激励表面波的问题归结为口径面上的等值面电磁流在导波面上激励表面波的问题。对于垂直极化波,归结为垂直电偶极子和水平磁偶极子在导波面上激励表面波的问题。Lo和Brick等人详细研究了垂直电偶极子在敷介质导体面上激励表面波的问题;讨论了位于介质数层中的水平磁偶极子激励表面波     

SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波传输特性的有限元分析

基于COMSOL软件对SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波(surface acoustic wave,SAW)传输特性进行有限元(finite element method,FEM)分析.深入分析了多层结构中声波的色散特性,直观地展现了表面波向漏表面波的转化过程,研究了Al电极层厚度和SiO2缓冲层厚度对声表面波的影响.基于微加工工艺研制出一系列不同结构的声表面波谐振器,并对其频率响应特性进行了测试.测试结果与仿真结果基本一致,其中,1阶模式的声表面波表现出较好的应用潜力,可用于声表面波滤波器的研制.     

高液面共振圆柱形混合容器中的表面波特性

针对共振混合容器中表面波结构、演变过程和参数激励对其影响等问题,借鉴摄动展开对表面波控制方程的求解方法,探究了混合容器中自由液面表面波特性。利用共振混合容器边界条件,建立了相应的数学几何模型,以小振幅波理论为基础,采用摄动方法对模型方程进行求解;对盛有液面高度为7 cm的水溶液的混合容器,分别以36、52 Hz作为驱动频率对其表面波模式进行了数值分析,得到表面波(8,4)模式、(7,6)模式图及其波峰波谷图;探究了(7,6)模式下某一时间段内表面波波纹随时间的变化情况,对其水波波纹进行定性描述,并对(7,6)模式下的时空混沌进行了分析。研究结果表明:表面波模式会随驱动频率的增加而变得复杂,在表面波(7,6)模式完全形成前后,混合容器中的水波波峰、波谷位置发生了明显变化,共振混合参数的不稳定性会导致时空混沌的产生,并出现时空混沌与表面波条纹共存的现象。     

电畴结构对表面波的影响

本文通过理论计算分析了180°铁电畴结构对表面波的作用.计算证明,6mm晶体或极化的钛酸钡陶瓷等的180°铁电畴层界面存在铁电畴层表面波.计算并得出了不同条件下所在界面的表面波的色散关系.最后还讨论了这些表面波存在的条件.     

声表面波器件及其应用

介绍了声表面波器件的原理及其特点,分析了声表面波器件的应用领域,并预测了其发展前景。     

基于激光衍射法的水下低频声源的深度探测

为了探测水下低频声源的深度,基于声光衍射效应及润湿效应建立了可升降的光学探测系统。实验中,在自然水面放置一个铝制圆柱体,由于润湿效应导致被测液体表面发生弯曲,从而使水下低频声信号传播到水-空界面产生液体表面波。当激光斜入射到液面时,表面波对其进行振幅和相位调制,实现低频声波的声光衍射,实验上可观察到清晰、稳定的衍射图样。结果发现:改变声源深度,可得到不同声源深度的衍射图样。理论上得到了经表面波调制后衍射光场分布的表达式,基于对衍射图样的分析,推导出表面波振幅的解析式。对不同深度下声源激发产生的表面波振幅进行数值拟合,得到表面波振幅与声源深度的解析关系式,发现表面波振幅随声源深度的增加而减小,从而实现了对声源深度的探测。