An explicit granular-mechanics approach to marine sediment acoustics

本文从颗粒力学的角度，对海洋沉积物中相速度和衰减的频率依赖性进行了理论和计算研究。我们利用了颗粒物理学界最新的理论见解以及离散元方法模拟，其中颗粒材料被视为通过成对力相互作用的离散物体的堆积。这些成对力包括排斥性接触力以及耗散项，耗散项可能包括来自流体的损失以及颗粒间接触的非弹性损失。我们表明，无序颗粒堆积的结构导致了频率相关的相速度和衰减的异常标度律，这些标度律并非源自连续介质处理。我们的结果表明，现有模型未明确考虑的颗粒堆积结构，可能在完整的沉积物声学理论中起着至关重要的作用。虽然这种简单方法没有明确处理间隙流体中的声传播或惯性效应，但它为未来包含这些及其他更复杂特征的模型提供了一个起点。