ВЛИЯНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ НОРМАЛЬНЫХ ВОЛН В УПРУГОМ СЛОЕ

Автор: Злата Павловна Мишустова

Соавторы: Солдатов И.Н.

Организация: ННГУ им. Н. И. Лобачевского

Рассматривается задача, в которой требуется определить некоторые параметры (такие как давление, скорость потока и пр.) газового (сжимаемой жидкости) слоя, не имея к нему непосредственного доступа. Исследование распространения акустических волн в упругой пластине, погруженной в неподвижную сжимаемую жидкость, ранее проводилось, как правило, в рамках так называемых технических теорий колебаний упругой пластины, причем принималось, что жидкость безгранична в направлении по нормали к пластине.

В данной работе ставится задача определения таких параметров газа, как скорость потока и давление, по изменению характеристик нескольких упругих мод под влиянием газовой нагрузки. Рассмотрение распространения упругих волн ведется на основе общей теории упругости, т.е. для описания колебаний пластины не используются приближения технических теорий, пластина рассматривается с позиции теории упругости как упругий изотропный однородный слой. Слой сжимаемой жидкости с одной стороны ограничен упругим слоем, а с другой жесткой стенкой или свободной поверхностью. Переход к более строгому подходу обусловлен в большей мере необходимостью выяснения характеристик высших мод при движущейся газовой нагрузке, что невозможно сделать в рамках технических теорий. Настоятельность описания высших мод связана с тем, что в неразрушающем контроле удобно использовать (и уже достаточно давно применяются на практике) нормальные волны s0, s1, a0, a1, a2 и, реже, более высокие моды.

Показано, что необходимые параметры можно определить ультразвуковым способом на основе анализа характеристик упругих нормальных волн, причем без использования объемных упругих и (или) акустических волн в газе. В работе найдено дисперсионное уравнение задачи и проведено его исследование, а также построены дисперсионные кривые; полученные в ходе исследования зависимости позволяют вычислить величину скорости потока. Детально рассмотрено влияние скорости потока и давления сжимаемой жидкости на дисперсионные характеристики мод, наиболее часто используемых в неразрушающем контроле.

1. Солдатов И.Н. Нормальные волны в упругом волноводе с приповерхностным слоем, обладающим инерционным сопротивлением, поверхностным натяжением и вязкой реакцией // Процессы в геосредах. 2018. № 2(15). С. 854- 861.