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提取弹性有效波数的多重散射时域数值模拟

经典物理 2016-06-29 v2 计算物理

摘要

本文研究了由含有随机分布圆形弹性夹杂物的弹性基体组成的非均匀二维介质中的弹性波传播。本研究旨在确定当入射波长与夹杂物半径相当时的有效波数。我们提出了一种纯数值方法,该方法可以避免通常与低散射体浓度相关的局限性。弹性动力学方程通过四阶时域数值格式进行积分。采用浸入界面法在笛卡尔网格上精确离散化界面。从模拟数据中提取有效场,并利用信号处理工具获得复有效波数。由此获得的数值参考解可用于检验多重散射解析模型的有效性。该方法应用于混凝土案例。针对不同散射体浓度下的纵向和横向入射平面波进行了参数研究。将数值确定的相速度和衰减与多重散射模型(如独立散射近似模型、Waterman-Truell 模型以及较新的 Conoir-Norris 模型)的预测结果进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.1202.3427,
  title  = {Time-domain numerical simulations of multiple scattering to extract elastic effective wavenumbers},
  author = {Mathieu Chekroun and Loïc Le Marrec and Bruno Lombard and Joël Piraux},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1202.3427},
  year   = {2016}
}

备注

Waves in Random and Complex Media (2012) XXX