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文檔簡介

聲波在流體/固體界面上的

反射和折射

聲波在流體/固體界面上的

反射和折射步驟(思路)聲學邊界條件寫出波函數(shù)表達式將波函數(shù)代入邊界條件定義和求解反射系數(shù)、透射系數(shù)結(jié)果討論流固界面的邊界條件

法向應力連續(xù)：法向位移連續(xù):切向應力為零：xz問題中的勢函數(shù)和位移

設平面波由流體斜入射于界面，界面的法線方向沿x軸方向，界面沿z方向。假設所有的量與y軸無關(guān)所以可以取即取所以xz問題中的應力表達式法向應力表達式切向應力表達式

位移表達式對于簡諧波：聲壓的三維波函數(shù)

對于沿任意方向傳播的平面波a、b、g為波矢量與x、y、z三個坐標軸的夾角。兩種介質(zhì)中的勢函數(shù)表達式

媒質(zhì)I中的聲標勢為,,這里省略了公共時間因子媒質(zhì)II中聲標勢可以表示成媒質(zhì)II中的矢量聲勢(矢勢)的y方向分量為媒質(zhì)I中只有縱波，而媒質(zhì)II中既有縱波，也有橫波.流固界面邊界條件的表達式法向應力連續(xù)：法向位移連續(xù):切向應力連續(xù)：反射與折射定律運用法向位移連續(xù)條件,可得上式應對所有的z都成立,因而式中指數(shù)因子局部必然應該恒等,即從此導得反射定律與折射定律波矢的界面分量相等反射系數(shù)與折射系數(shù)考慮了反射定律與折射定律后邊界條件表示為:法向位移連續(xù):法向應力連續(xù):切向應力連續(xù):勢函數(shù)的反射和折射系數(shù)的定義為反射系數(shù)與折射系數(shù)勢函數(shù)的反射和折射系數(shù)為其中為法向聲阻抗率結(jié)果討論模式轉(zhuǎn)換:當一種模式波入射于界面時,在折射波中產(chǎn)生另外一種或假設干種模式波的現(xiàn)象.(產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波的現(xiàn)象)反射系數(shù)和折射系數(shù)與入射角、兩種介質(zhì)的聲阻抗等因素有關(guān).當縱波垂直入射于界面時，不產(chǎn)生折射橫波.、結(jié)果討論－臨界角當時,固體側(cè)的縱、橫曲折射角都大于入射角。當入射角為時縱波的折射角為90度當入射角為時橫波的折射角為90度分別稱為第一臨界角和第二臨界角。當入射角滿足時，折射側(cè)僅存在折射橫波。聲

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