УДК 378.121
ББК 35.512
З-912
Печатается по решению кафедры электрогидроакустической
и медицинской техники Института нанотехнологий, электроники
и приборостроения Южного федерального университета
(протокол №6 от 25 октября 2017 г.)
Рецензенты:
доктор физико-математических наук, профессор А. И. Жорник
доктор технических наук, профессор В. А. Обуховец
Заграй, Н. П.
З-912
Диагностика и методы измерений на принципах нелинейной
акустики : учебное пособие / Н. П. Заграй, А. М. Гаврилов ; Южный
федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство
Южного федерального университета, 2017. – 153 с.
ISBN 978-5-9275-2479-2
Представленный материал продолжает ряд оригинальных работ авторов,
полученных по результатам исследований в области нелинейной акустики жидкостей
и твердых тел по направлениям акустической диагностики и акустических
измерений.
Все материалы представлены теоретическими рассмотрениями, экспериментальными
результатами, методиками постановки и анализа исследований, а
также результатами измерений и описанием предлагаемых инженерных решений.
При этом проблемы рассмотрения опубликованы в периодической научной
печати и представляют результаты исследований авторов в развитии некоторых
прикладных аспектов нелинейной акустики.
Работа предназначена и будет интересна магистрам и аспирантам физических,
приборостроительных и радиотехнических направлений подготовки, а
также студентам и специалистам, интересующимся актуальными проблемами
нелинейной акустики и областями ее приложений.
Разделы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Введение и Заключение подготовил
Н. П. Заграй, содержание раделов 9, 10, 11, 12, 13, 14 предоставлено
А. М. Гавриловым.
УДК 378.121
ББК 35.512
ISBN 978-5-9275-2479-2
© Южный федеральный университет, 2017
© Заграй Н. П., Гаврилов А. М., 2017
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2017
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………… 3
Модуль 1
1.
Диагностика нелинейности в сегнетоэластике с однокомпонентным
параметром упорядочения……………………… 5
1.1. Особенности строения сегнетоэлектрического кристалла
KH3(SeO3)2 …………………………………………..……………. 5
1.2. Влияние механического давления на нелинейность сегнетоэластика
…………………………………………………………..
2.
3.
Модуль 2
Ускоpение при нелинейном взаимодействии в упpугих
сpедах…………………………………………………………..… 20
3.1. Исходные выражения нелинейных параметров основных
сред…………………………………………………………...… 25
3.2. Нелинейные параметры квадратичной нелинейности основных
жидкостей и сред…………………………………………… 27
Модуль 3
4.
5.
6.
Динамика искажения пpофиля плоских акустических
волн конечной амплитуды пpи четных и нечетных
поpядках упругой нелинейности……………………………..
Диагностика расстояний разрыва при квадратичной и
кубической нелинейностях…………………………………..
Модуль 4
7. Метод выделения упругих нелинейных добавок третьего
приближения……………………………………………………. 49
Модуль 5
8.
Диагностика разномодульных билинейных сред и аномальные
нелинейности……………………………………….
59
151
30
38
Динамика деформации профиля при квадратичной и кубической
нелинейностях……………………………..……… 43
12
Диагностика нелинейности в сегнетоэластике с двухкомпонентным
параметром упорядочения……………………… 14
Стр.151
Модуль 6
9.
Вырожденное параметрическое взаимодействие в квадратично
нелинейных средах без дисперсии……………………. 62
9.1. Состояние исследований по вырожденному параметрическому
взаимодействию звуковых волн конечной амплитуды…… 64
9.2. Вырожденное взаимодействие с ограниченным числом возможных
взаимодействий в квадратично нелинейной среде….
9.2.2. Дисперсионные проявления ВПВ с ограниченным числом
разрешенных взаимодействий………………………………..
Модуль 7
10. Вырожденное взаимодействие в доразрывной области…… 90
10.1. Вырожденное взаимодействие в области развитых разрывов.. 101
10.2. Спектральный анализ решения для разрывной области……..
107
10.3. Фазозависимые проявления нелинейной дисперсии и энергообмена
в области развитых разрывов……………………… 112
Модуль 8
11.
12.
Численное моделирование нелинейных процессов……… 117
Взаимосвязь нелинейной дисперсии и нелинейного поглощения
сигнальной волны………………………………… 123
Модуль 9
13. Метод измерения нелинейного акустического параметра
сред……………………………………………………………..
14.
134
Взаимосвязь между акустической нелинейностью и температурой
воды………………………………………………... 142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………… 144
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………… 145
152
69
9.2.1. Теоретическая модель ВПВ с ограниченным числом взаимодействий..........................................................................................
70
81
9.3. Исследование вырожденного взаимодействия в квадратично
нелинейной вязкой среде без дисперсии……………………….. 87
Стр.152