Скобельцын С.А., Окороков М.В. Определение направления оси конечного цилиндра со сферическими заглушками по рассеянию звуковой волны // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2023. № 4(58). С. 71-80. DOI: https://doi.org/10.37972/chgpu.2023.58.4.008. EDN: SEEMWS.

Автор(ы)

Скобельцын С.А. — Тульский государственный университет

Окороков М.В. — Тульский государственный университет

Название статьи

Определение направления оси конечного цилиндра со сферическими заглушками по рассеянию звуковой волны

Название (англ.): Determination of axis direction of the finite length cylinder with spherical caps by sound wave scattering

Индекс(ы) УДК

539.3:534.26

DOI

10.37972/chgpu.2023.58.4.008

EDN

SEEMWS

Ключевые слова

дифракция звука; конечный упругий цилиндр; ближнее акустическое поле; метод граничных элементов; теоретико-числовые сетки; обратная задача рассеяния

Аннотация

Рассматривается задача идентификации направления оси конечного упругого цилиндра по рассеянному акустическому полю. Предполагается, что цилиндр имеет сферические заглушки, а его материал является однородной упругой средой. Цилиндр погружен в идеальную жидкость. При фиксированном положении центра цилиндра, ориентация его оси определяется по измерениям акустического давления при рассеянии цилиндром плоской гармонической звуковой волны. Идентификация угловых параметров направления оси выполняется на основе минимизации отклонения наблюдаемого давления от расчетного.

Даты

Поступила: 20.12.2023; Принята: 20.12.2023; Опубликована: 27.12.2023

Страницы

71-80

Полная версия статьи

Скачать PDF

QR-код EDN

1. Faran J. J. Sound scattering by solid cylinders and spheres // J. Acoust. Soc. Amer. 1951. no. 23 (4). P. 405–418.
2. Лямшев Л. М. Отражение звука от тонких пластин и оболочек в жидкости. Москва: Изд-во АН СССР, 1955. 73 с.
3. Лямшев Л. М. Рассеяние звука упругими цилиндрами // Акуст. журн. 1959. № 5 (1). С. 58–63.
4. Fiorito R., Madigosky W., Uberall H. Resonance theory of acoustic waves interacting with an elastic¨ plate // J. Acoust. Soc. Amer. 1979. no. 66 (6). P. 1857–1866.
5. Uberall H. Sound scattering by solid cylinders and spheres // Traitement du Signal. 1985. no. 2 (5).¨ P. 353–357.
6. Gaunaurd G. C. Sound scattering by resonantly excited, fluid-loaded, elastic spherical shells // J. Acoust. Soc. Amer. 1991. no. 90 (5). P. 2536–2550.
7. Guild M. D., Alu A., Haberman M. R. Cancellation of acoustic scattering from an elastic sphere // J. Acoust. Soc. Amer. 2011. no. 129 (3). P. 1355–1365.
8. Stanton T. K. Sound scattering by cylinders of finite length. I. Fluid cylinders // J. Acoust. Soc. Amer. 1988. no. 83 (1). P. 55–63.
9. Stanton T. K. Sound scattering by cylinders of finite length. II. Elastic cylinders // J. Acoust. Soc. Amer. 1988. no. 83 (1). P. 64–67.
10. Stanton T. K. Sound scattering by cylinders of finite length. III. Deformed cylinders // J. Acoust. Soc. Amer. 1989. no. 86 (2). P. 691–705.
11. Колтон Д., Кресс. Р. Методы интегральных уравнений в теории рассеяния. Мир: Москва, 1987. 311 с.
12. Шендеров Е. Л. Излучение и рассеяние звука. Судостроение: Ленинград, 1989. 304 с.
13. Применение теоретико-числовых сеток в задачах дифракции звука на упругих телах / Н. Н. Добровольский, С. А. Скобельцын, Л. А. Толоконников [и др.] // Чебышевcкий сборник. 2022. № 23 (5). С. 206–226.
14. Skobelt’syn S. A., Peshkov N. Y. Finding, by means of a scattered sound, the geometric parameters of a finite elastic cylinder located near the half-space border // J. Physics: Conference Series. 2019. no. 1203. P. 1–10.
15. Скучик Е. Основы акустики, Т. 1. Мир: Москва, 1976. 520 с.
16. Новацкий В. Теория упругости. Мир: Москва, 1975. 872 с.
17. Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач. Наука: Москва, 1988. 549 с.

1. Faran J.J. Sound scattering by solid cylinders and spheres. Journal of the Acoustical Society of America, 1951, vol. 23, no. 4, pp. 405–418.
2. Lyamshev L.M. Reflection of Sound from Thin Plates and Shells in a Fluid. Moscow, Academy of Sciences of the USSR Publ., 1955. 73 p. (In Russian).
3. Lyamshev L.M. Sound scattering by elastic cylinders. Akusticheskii Zhurnal, 1959, vol. 5, no. 1, pp. 58–63. (In Russian).
4. Fiorito R., Madigosky W., Überall H. Resonance theory of acoustic waves interacting with an elastic plate. Journal of the Acoustical Society of America, 1979, vol. 66, no. 6, pp. 1857–1866.
5. Überall H. Sound scattering by solid cylinders and spheres. Traitement du Signal, 1985, vol. 2, no. 5, pp. 353–357.
6. Gaunaurd G.C. Sound scattering by resonantly excited, fluid-loaded elastic spherical shells. Journal of the Acoustical Society of America, 1991, vol. 90, no. 5, pp. 2536–2550.
7. Guild M.D., Alù A., Haberman M.R. Cancellation of acoustic scattering from an elastic sphere. Journal of the Acoustical Society of America, 2011, vol. 129, no. 3, pp. 1355–1365.
8. Stanton T.K. Sound scattering by cylinders of finite length. I. Fluid cylinders. Journal of the Acoustical Society of America, 1988, vol. 83, no. 1, pp. 55–63.
9. Stanton T.K. Sound scattering by cylinders of finite length. II. Elastic cylinders. Journal of the Acoustical Society of America, 1988, vol. 83, no. 1, pp. 64–67.
10. Stanton T.K. Sound scattering by cylinders of finite length. III. Deformed cylinders. Journal of the Acoustical Society of America, 1989, vol. 86, no. 2, pp. 691–705.
11. Colton D., Kress R. Integral Equation Methods in Scattering Theory. Moscow, Mir Publ., 1987. 311 p. (Russian transl.).
12. Shenderov E.L. Sound Radiation and Scattering. Leningrad, Sudostroenie Publ., 1989. 304 p. (In Russian).
13. Dobrovol'skii N.N., Skobel'tsyn S.A., Tolokonnikov L.A., et al. Application of number-theoretic grids to problems of sound diffraction by elastic bodies. Chebyshevskii Sbornik, 2022, vol. 23, no. 5, pp. 206–226. (In Russian).
14. Skobel'tsyn S.A., Peshkov N.Y. Determination of the geometric parameters of a finite elastic cylinder located near a half-space boundary using scattered sound. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1203, pp. 1–10.
15. Skudrzyk E. The Foundations of Acoustics. Vol. 1. Moscow, Mir Publ., 1976. 520 p. (Russian transl.).
16. Nowacki W. Theory of Elasticity. Moscow, Mir Publ., 1975. 872 p. (Russian transl.).
17. Vasil'ev F.P. Numerical Methods for Solving Extremal Problems. Moscow, Nauka Publ., 1988. 549 p. (In Russian).

Авторские права и лицензия

© 2023 Автор(ы). Статья публикуется в открытом доступе на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» 4.0 Всемирная (CC BY 4.0), которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего указания авторства. Авторские права на статью сохраняются за авторами.