近似声斗篷的多层介质覆盖水中弹性球壳的声散射

作     者：孙阳 安俊英 徐海亭 

作者机构：中国科学院声学研究所北海研究站青岛266023 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2013年第38卷第6期

页      面：699-706页

核心收录：

学科分类：07[理学] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 070206[理学-声学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室基金(9140C200105120C20082)资助 

主　　题：声散射特性 弹性球壳 介质覆盖 介质水 各向异性材料 多层介质 解析表达式 谐振峰 

摘      要：对水中弹性球壳的低频覆盖层消声效果和消声机理进行研究。声斗篷(Acoustic cloak)是各向异性的超常材料,根据有效介质近似理论(Effective MediumApproximationTheory),采用各向同性多层介质近似各向异性材料的声斗篷,推导出覆盖多层介质水中弹性球壳散射声场的解析表达式,计算了弹性球壳覆盖多层介质前后的散射形态函数、谐振模态以及声场分布,分析了覆盖前后球壳的声散射特性和声传播机理。研究表明,覆盖层内的声波在多层介质之间的声传播方向发生改变,声场形成弯曲变形,声能流绕过目标,这不仅极大的降低了低频散射强度,而且使到达弹性体表面的声场强度非常小,散射频响中除了0阶子波产生的第一个谐振峰外,无法激发弹性球壳的其它谐振模态,有效的抑制弹性球壳的谐振散射。