Волма слой характеристики: Гипсовая штукатурка Волма слой: технические характеристики, отзывы

Содержание

Волма Слой штукатурка: технические характеристики, расход

Продукция, выпускаемая компанией Волма, это целый ряд различных сухих строительных смесей – клеев, штукатурок, шпаклевок. В линейке смесей на гипсовом вяжущем самой популярной и востребованной является Волма Слой – штукатурка с отличными характеристиками, не требующая грунтования основания и последующей выравнивающей шпаклевки. Судя по отзывам, она стала достойным конкурентом аналогичным продуктам таких известных брендов, как Кнауф или Юнис.

Логотип компании ВолмаИсточник kgsnab.ru

Общее описание и свойства

Волма Слой – гипсовая штукатурка, это значит, что основную часть смеси составляет гипс, а все остальное – различные добавки, улучшающие её свойства. Например, пластичность, способность хорошо прилипать к различным основаниям, долго не схватываться. Большинство производителей держат в секрете как виды таких добавок, так и точную рецептуру изготовления штукатурки, указывая на упаковке только общие сведения.

Гипсовая штукатурка представляет собой порошок, цвет которого зависит от оттенка природного гипса, добываемого в разных карьерах и имеющего различные примеси. Он может быть белым, серым, с зеленоватым и даже розоватым оттенком. На качестве продукта это никак не сказывается.

У Волма Слой расход меньше, чем у чистого гипса за счет большей пластичности и пролонгированного срока схватывания – его проще «растянуть» по поверхности ровным и максимально тонким слоем. Хотя к основным достоинствам продукта относят как раз возможность нанесения довольно большого слоя толщиной до 60 мм без необходимости армирования.

При выравнивании цементной штукатуркой такой толстый слой обязательно армируют сеткойИсточник evro-lshop61.ru
Для справки! Добавки-замедлители, входящие в состав сухой смеси, позволяют использовать готовый раствор в течение 1-2 часов с момента его замешивания, тогда как «чистый» гипс схватывается уже через 20-25 минут.

Одно из значимых свойств всех гипсовых составов – их способность активно впитывать воду и влагу из воздуха. При этом покрытие разбухает, становится рыхлым и тяжелым, и может отслаиваться от поверхности. Поэтому применяют их преимущественно для внутренних работ.

На фасаде дома гипсовая штукатурка без надежного защитного покрытия держится плохоИсточник hotgeo.ru

Технические характеристики

Основные характеристики штукатурки Волма Слой – расход на 1 м2 стены, минимальная и максимальная толщина слоя, скорость высыхания, показатели прочности, морозостойкости, адгезии к разным основаниям.

Расход

По данным производителя, указанным на упаковке, при нанесении слоя штукатурки толщиной 10 мм расход Волма Слой на 1м2 составляет от 8 до 9 кг сухой смеси. Чтобы рассчитать нужное количество продукта, нужно знать кривизну стен или потолков и определить, какой слой нужен для их выравнивания.

Например, при увеличении толщины отделочного покрытия до 15 мм, т.е. в полтора раза, пропорционально увеличится и расход, который составит 12-13,5 кг.

Однако даже опытный отделочник не сможет сделать точный расчет, так как перепады уровня оштукатуриваемой поверхности имеют переменное значение: в одном месте больше, в другом меньше. Поэтому расход считают приблизительно и добавляют к полученному значению не менее 10-15% про запас.

Из этого видео можно почерпнуть основные сведения о продукте Волма Слой – характеристики, правила приготовления раствора и его нанесения:


Штукатурка для стен: какая лучше для выравнивания внутри и снаружи

Толщина слоя

Производитель гарантирует качество оштукатуренной поверхности при соблюдении технологии её нанесения. В частности это касается и толщины слоя. У Волма Слой диапазон достаточно большой:

  • максимальная толщина, наносимого за один прием – 60 мм;
  • минимальная – 2 мм;
  • рекомендуемая – 5-30 мм.

Адгезия

Адгезия – это способность смеси прилипать к основанию и держаться на нем. У Волма Слой технические характеристики таковы, что штукатурка превосходно сцепляется с любыми минеральными основаниями, а также с кирпичом, гипсокартонными и гипсоволоконными плитами. На деревянных держится не так хорошо, но лучше, чем цементная штукатурка. Этому способствует и гораздо меньший вес раствора.

Штукатурка кирпичной стеныИсточник goldp.ru

За счет специальных добавок, повышающих адгезию, данный состав даже не требует предварительного грунтования поверхности. Но это касается только прочных оснований. Слабые и пылящие все же лучше обработать грунтовкой для укрепления и связывания частиц пыли.

Совет! Не помешает грунтовка и гладким бетонным поверхностям, но в этом случае её задача – сделать их более шершавыми для лучшего сцепления со штукатуркой. Для этого применяют Бетоноконтакт с абразивными частицами.

Штукатурка стен: как и чем выравнивать стены под покраску и другую отделку

Скорость высыхания

Этот показатель зависит от толщины слоя и условий сушки. Чем больше был расход штукатурки Волма Слой на 1м2, тем дольше она будет сохнуть и набирать прочность. При этом искусственно ускорять этот процесс с помощью тепловых пушек нельзя – он должен происходить в естественных условиях при температуре воздуха от +5 до +30 градусов.

В среднем на полное высыхание сантиметрового слоя требуется около недели, после чего можно приступать к финишной отделке.

Почему важно выдержать время и дать штукатурке хорошо просохнуть, рассказывается в видеоролике:

Срок годности

При соблюдении рекомендованных условий хранения штукатурки в невскрытой, сохранившей целостность упаковке, производитель гарантирует, что технические характеристики гипсовой штукатурки Волма Слой останутся неизменными в течение 12 месяцев с даты изготовления.

Помещение для хранения должно быть;

  • сухим;
  • вентилируемым;
  • отапливаемым, так как температура воздуха должна быть положительной.

Со временем активность сухой гипсовой смеси падает, особенно если поглощает влагу из воздуха. Поэтому неизрасходованные остатки для хранения и последующего использования необходимо герметично упаковывать.

Дата изготовления пропечатана на боковой поверхности мешкаИсточник nikastroy.ru
Преимущества и недостатки гипсовой штукатурки для внутренних работ

Коротко о главном

Как и все гипсовые смеси, Волма Слой применяется для отделки стен, перегородок, откосов и потолков внутри жилых помещений с нормальной влажностью. Специалистов привлекает не только экономичный расход штукатурки Волма, но и другие её характеристики – высокая прочность, хорошая адгезия, удобство нанесения, возможность обойтись без грунтовки и финишной шпаклевки. Все это обеспечивает особая рецептура смеси со специальными модифицирующими добавками.

ВОЛМА Смесь сухая гипсовая штукатурная Волма-слой 30кг: цена, фото, описание, характеристики

ВОЛМА-СЛОЙ – гипсовая штукатурка для ручного нанесения

«ВОЛМА-Слой» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего, легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы

СВОЙСТВА:
– для внутренних работ
– расход 8-9 кг
– пластичная при нанесении
– не требует шпаклевания
– толщина нанесения 5-60 мм
– подходит для создания декоративных поверхностей

ПРИМЕНЕНИЕ:
Внутри отапливаемых помещений с нормальной относительной влажностью

НАЗНАЧЕНИЕ:
Для ручного выравнивания стен и потолков под оклейку обоями, облицовку плиткой,
нанесение финишных и декоративных покрытий.

ОСНОВАНИЯ:
Бетон, кирпич, цементно-известковые штукатурки, гипсовые блоки и плиты, газо- и пенобетон, ГКЛ, ГВЛ.


ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
– расход сухой смеси при толщине 10 мм – 8-9 кг на 1 м2
– рекомендованная толщина слоя – 5-30 мм
– максимальная толщина слоя – 60 мм
– время полного высыхания при слое 10 мм – 5-7 суток
– расход воды – 0,55-0,65 л/кг
– температура основания – от +5°с до +30°с
– начало схватывания – не ранее 45 минут
– конец схватывания – не позднее 180 минут
– прочность на сжатие – не менее 3,5 мпа
– прочность на изгиб – не менее 1,5 мпа

Вы можете купить товар “ВОЛМА Смесь сухая гипсовая штукатурная Волма-слой 30кг” в интернет магазине “ESTALL.RU” со склада в Москве. Отзывы, фото, описание, характеристики.

Весбрутто, кг:30,00
Связующая основаГипс
Фасовка, кг30
Расход смеси, кг/м2 (при толщине слоя 1 мм)0,8-0,9
Проведение работ при температуре основанияот +5 °С до +30 °С
Минимальная толщина нанесения, мм5
Максимальная толщина нанесения, мм30
Толщина слоя, мм5-30

Упаковка

Новый комментарий

Комментарии отсутствуют

Штукатурка гипсовая ВОЛМА Слой 30 кг

Описание стройматериала “Штукатурка гипсовая ВОЛМА Слой 30 кг”

Гипсовая  штукатурка Волма-слой – это  штукатурная  смесь (с применением минеральных и химических добавок) на гипсовой основе  для ручного нанесения. Добавки используются  для увеличения адгезии.

Область применения:  

Волма-слой гипсовая  штукатурка применяется для шпаклевания стен и потолков. В дальнейшем  можно  использовать  рабочую поверхность  под облицовку керамической плиткой, оклейку или покраску. Также гипсовую штукатурку Волма-слой можно использовать при изготовлении декоративных изделий или при реставрации помещения.Использование Волма-слой возможно в помещениях с нормальной влажностью и температурным режимом от + 5 до + 30 С.  

Преимущества гипсовой штукатурки Волма-слой:

– не требуется наносить финишную  шпаклевку для создания глянцевой поверхности;

– использование смеси позволяет создавать выравнивание в один слой до 60 мм;

– Волма-слой имеет высокую степень белизны, так как в основе смеси  82 % природного гипса,

– экологическая чистота и безвредность смеси подтверждена не только отечественными сертификатами, но и системой Ecostamp;

– смесь  пластичная, поэтому  очень удобна в работе;

– не требуется усадка.

Для производства работ используют следующие основания – кирпичные, бетонные, гипсовые блоки, ГКЛ и  другие твердые и прочные  конструкции.  

Подготовка поверхности

Основание необходимо предварительно очистить от пыли, грязи, воды и масляных пятен, затем обработать  поверхность грунтовкой (Волма-Универсал или Волма-Контакт) для увеличения  адгезии.Если есть металлические элементы, то их необходимо до начала работ обработать средством от коррозии. Если происходит оштукатуривание по маячкам, то маячковые профили крепятся к основанию при помощи штукатурной смеси Волма-слой, а на внешние углы необходимо закрепить угловой профиль.  

Хранение  

Гипсовую штукатурку Волма-слой хранят  в мешках, установленных на деревянные поддоны. Если мешок поврежден, то смесь из него необходимо пересыпать в другую емкость и использовать эту смесь в первую очередь. Срок хранения – 12 месяцев (в неповрежденной упаковке).

Технические характеристики:

– цвет – белый;

– температура основания – +5…+30 C;

– начало схватывания не ранее – 40 минут

– конец схватывания не позднее – 180 минут;

– водоудерживающая способность – 98%;

– прочность при сжатии не менее – 5 МПа

– прочность при изгибе не менее – 2,5 МПа

– расход на 1 кв.м. при толщине слоя 10мм – 8-9 кг

– расход воды – 0,6-0,85 л/кг;

– рекомендованная толщина слоя – 5-30 мм;

– максимальная толщина слоя 60мм  

Купить гипсовую штукатурку Волма-слой 30 кг в Москве вы всегда можете у нас в интернет магазине, а также сделав заказ по телефону 8 926 229 71 98. Если у вас возникли вопросы, тогда звоните нам, мы всегда рады помочь.

Исследование колебательных характеристик сдвигового слоя на днище корабля с лунным бьефом под действием течения и волны

На некоторых научно-исследовательских судах в лунном бьефе установлен гидролокатор, а на днище корабля – часть акустической аппаратуры обнаружения за лунным бассейном, что помогает избежать воздействия высокоскоростного потока. Лунная лужа приводит к тому, что дно корабля прерывается, образуя определенные колебания сдвигового слоя. Колебание сдвигового слоя влияет на образование и движение пузырей внутри лунной ванны и за ней.Сонар и акустическое оборудование будут работать со сбоями, если их окружит множество пузырей. Однако исследования колебаний сдвигового слоя вблизи лунной лужи практически отсутствуют. Так, в данной работе путем измерения давления вблизи лунной ванны и наблюдения за движением жидкости в лунной ванне и распределением пузырьков по днищу корабля экспериментально исследуются колебания сдвигового слоя вблизи лунной ванны под действием набегающего течения и волны. Кроме того, исследуются эффекты сонара и формы лунного бассейна.Видно, что колебания сдвигового слоя возбуждают движение жидкости в лунном бассейне. Гидролокатор образует сложную границу в лунном бассейне, что приводит к увеличению частоты колебаний сдвигового слоя. Сдвиговый слой распространяется вдоль днища судна в виде донной волны. Уточнение колебательных характеристик слоя сдвига вдоль днища корабля с лунным пулом способствует проектированию лунных пулов на исследовательских кораблях, а инструменты обнаружения расположены в нужном месте вдоль днища корабля, чтобы убедиться, что инструменты обнаружения работают правильно и более точно обнаруживают морскую среду.

1. Введение

Некоторые исследовательские суда оснащены гидролокаторами и акустическими приборами обнаружения для обнаружения морской среды. Сонар установлен в лунном бассейне, чтобы избежать воздействия высокоскоростной жидкости. Акустические средства обнаружения, используемые совместно с гидролокатором, размещаются на днище корабля за лунным бассейном [1–4]. Moonpool приводит к тому, что днище корабля прекращается. Сонар переменного сечения, который образует сложную границу в лунном бассейне.Особые колебания сдвигового слоя формируются вблизи лунного бассейна. Колебание сдвигового слоя влияет на образование и движение пузырей внутри лунной ванны и за ней. С одной стороны вокруг сонара собираются пузырьки; с другой стороны, пузырьки выбрасываются из лунного бассейна, образуя пузырьковый слой под акустическим детектором. При помехах от пузырей гидролокатор и приборы обнаружения работают ненормально. Как генерация, так и движение пузырьков тесно связаны с колебаниями сдвигового слоя.

В лунном бассейне происходит два движения жидкости: вертикальное движение поршня и горизонтальное плескательное движение [5–7]. Амплитуда движения жидкости стала интенсивной связью с некоторыми неблагоприятными эффектами в резонансном случае. Побочными эффектами были увеличение сопротивления, увеличение структурного движения, зеленая вода и т. д. [8–13]. Для уменьшения неблагоприятных последствий были исследованы демпфирующие устройства [14–18].

Большинство объектов исследования колебаний сдвигового слоя представляли собой аэродинамическую полость вместо лунной ванны [19–23].Сдвиговые колебания исследовались визуальными методами, такими как лазерное доплеровское измерение скорости (LDA) и измерение скорости изображения частиц (PIV) [24–26]. Колебания сдвигового слоя часто возникали в безграничной струе, кавернозном течении, обтекаемом теле и т. д. [27, 28]. Исследования колебаний сдвигового слоя касались отрыва потока и нарушения обратной связи [29, 30]. В колебаниях сдвигового слоя было много возмущений. Когда амплитуда возмущения увеличивалась, это вызывало неустойчивость колебаний.Причем возмущение усиливалось волной давления, которая формировалась на ударной стенке [31–34].

Как упоминалось выше, можно обнаружить, что большинство исследований колебаний сдвигового слоя посвящено течению в открытой каверне или струе. Однако не так много исследований о колебаниях сдвигового слоя вблизи лунного бассейна. Чтобы узнать механизм движения жидкости и пузырьков вблизи лунного бассейна, крайне необходимо изучить колебания сдвигового слоя вблизи лунного бассейна.В данной работе под действием набегающего тока и волны экспериментально исследуются колебания сдвигового слоя вблизи лунной ванны. Путем квантования и анализа давления вблизи лунного бассейна и наблюдения за движением жидкости в лунном бассейне исследуется влияние сонара и формы лунного бассейна на колебания сдвигового слоя. Кроме того, наблюдая за распределением пузырьков вдоль днища корабля, исследуется распространение сдвигового слоя вдоль днища корабля.

Остальная часть этого документа организована следующим образом.В разделе 2 мы представляем установку эксперимента и метод обработки данных. В разделе 3 исследуется влияние гидролокатора, скорости потока и формы лунного бассейна на движение жидкости и колебания сдвигового слоя под действием набегающего течения. В разделе 4 исследуется движение жидкости и колебания сдвигового слоя в исследуется лунный бассейн при совместном воздействии волны и течения. В разделе 5 анализируется корабельная донная волна, представляющая собой текущую форму колебаний свободного сдвигового слоя вдоль днища судна.Наконец, мы завершаем работу в разделе 6.

2. Постановка эксперимента и метод обработки данных
2.1. Установка для эксперимента

Эксперимент проводится в буксирной цистерне длиной 108 м, шириной 7 м и глубиной 4,5 м. Волнообразователь расположен в передней части буксировочной цистерны. Чтобы проиллюстрировать установку эксперимента, на рис. 1 показана схема эксперимента. Как показано на рисунке 1, модель корабля и прицеп соединены дышлом. Скорость сопротивления составляет от 0,1  м/с до 6.5 м/с. Точность движения прицепа составляет 0,1%. Чтобы сфотографировать движение жидкости в лунном бассейне, задняя стенка лунного бассейна должна быть прозрачной. Светодиодная лампа и высокоскоростная камера используются для наблюдения за движением жидкости в лунном бассейне. Модель корабля имеет длину 4 м, ширину 1,357 м и осадку 0,357 м. Для изучения влияния формы лунной ванны на колебания сдвигового слоя в этой статье установлены квадратная лунная ванна и прямоугольная лунная ванна. Квадратный лунный бассейн имеет ширину 0,257 м и осадку 0,357 м.Прямоугольный лунный бассейн имеет длину 0,257 м, ширину 0,2 м и осадку 0,357 м. Нижний край лунного бассейна рядом с носом является передним краем. Нижний край лунной лужи возле кормы является задней кромкой. Гидролокатор переменного сечения. Для измерения ширины и высоты пузырьков на разных поперечных сечениях корабля PIV размещают сбоку от модели корабля. Частицы традиционного индикатора будут находиться в воде в течение длительного времени, а пузырьки автоматически растворятся в воде.Таким образом, пузырьки выбираются для замены традиционных частиц трассера в качестве трассера, чтобы соответствовать требованиям нескольких тестов за короткое время. Изменение распределения пузырьков по сечению отражает влияние колебаний сдвигового слоя. Чтобы обеспечить достаточное количество пузырьков, воздух подается в воду через вентиляционное отверстие для создания искусственных пузырьков. Вентиляционное отверстие расположено на передней кромке. Объем вентиляции установлен на 100 л/мин.

Для измерения изменения давления жидкости вблизи лунного бассейна вдоль днища корабля расположены семь датчиков давления.Середина передней кромки устанавливается в качестве исходной координаты. Направление кормы вперед к носу является положительным направлением оси X ; прямое направление корабля от середины к правому борту является положительным направлением оси Y ; и вертикальное направление вверх является положительным направлением оси Z . Координаты датчика давления приведены в табл. 1. Датчик 1 установлен ниже свободной поверхности. Датчики 2~4 устанавливаются на дне лунной ванны.Датчики 5~7 установлены вдоль днища корабля за лунным бассейном.


No
NO

(0, 0,3)
Датчик 2 (0, 0, 0)
датчик 3 (0.257, 0, 0)
Датчик 4 (0.257, 0,1, 0)
Датчик 5 (0.4, 0, 0)
датчик 6 (0,86, 0, 0)
(1.33, 0,075, 0)

двадцать один тестовый пример установлен в документе. Детали тестовых примеров приведены в Таблице 2. Настройка тестовых примеров включает следующие влияющие факторы, такие как форма лунной лужи, гидролокатор, скорость потока и падающая волна.




6 Модель 1: Прямоугольная Moonpool с сонаром


8


Model Wave FR (Froude Number
без волны 0.81, 1.07, 1.32, 1.58, 1.83
Волна 1, Wave 2, Wave 3 1.83
Модель 2: прямоугольный Moonpool без сонара без волны 0.81, 1.07 , 1.32, 1.58, 1.83
Модель 3: квадратный Moonpool с сонаром без волны 0.81, 1.07, 1.32, 1.58, 1.83
волна 1, волна 2, волна 3 1,83

Волна 1: ч  = 0.03 м, λ  = 0,39 м и T  = 0,5 с; волна 2: ч  = 0,03 м, λ  = 1,56 м и T  = 1 с; Волна 3: ч = 0,03 м, λ = 6,25 м и T = 2 S ( H = 2 S ( h – это высота волны, λ – это длина волны, а T – волновой период)

Мы рассмотрели уровень неопределенности эксперимента. В соответствии с размерами танка мы разумно проектируем модель корабля.Для получения точных данных выбираются высокоточные трейлеры, PIV, высокоскоростные камеры и датчики давления. Экспериментальные данные взаимно проверяются экспериментальными явлениями. Пузырьки используются в качестве трассирующих частиц для выполнения требований нескольких тестов за короткое время. Один случай повторяется несколько раз, и результаты экспериментов согласуются друг с другом, что указывает на хорошую точность эксперимента.

2.2. Метод обработки данных

В этом эксперименте данные о давлении измеряются датчиками давления.Данные о давлении нестационарны и случайны. В исходном сигнале давления есть несколько сигналов с несколькими частотами. Стационарный гауссовский сигнал может быть преобразован методом Фурье. Нестационарный и случайный сигнал может быть преобразован с использованием кратковременного преобразования Фурье (STFT), вейвлет-преобразования и разложения по эмпирическим модам (EMD). EMD был предложен NE Huang и другими в Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства. В этой статье для получения внутренних функций режима (IMF), представляющих различные режимы колебаний, используется метод эмпирического модального разложения (EMD) для разложения исходного сигнала давления.Этапы обработки сигнала следующие. Сначала, как показано в уравнении (1), вычисляется среднее значение сигнала: где – среднее значение исходного сигнала; максимальное значение; и является минимальным значением.

Исходный сигнал вычитается из среднего значения для получения . После повторения вышеуказанных шагов k раз полученный сигнал удовлетворяет требованиям функции собственных мод. обработки соответственно – исходный сигнал, а и – средние значения сигналов, полученных при первой и k -й обработках соответственно.

Различные функции собственных мод отделяются от исходного сигнала с помощью различных вычислений и циклов уравнений (1) и (2).где получается из первого цикла; и получаются из второй и N -й петель; – оставшийся сигнал после вычитания сигнала из исходного сигнала; – оставшийся сигнал после вычитания сигнала из сигнала; – оставшийся сигнал после вычитания сигнала из сигнала; и является оставшимся сигналом после вычитания сигнала из сигнала.

Наконец, исходный сигнал можно выразить, как показано в следующем уравнении:

Чтобы лучше проиллюстрировать процесс анализа сигнала давления, сигналы давления датчика 2 и IMF приведены на рисунке 2. Как показано на рисунке 2, исходный сигнал давления разлагается эмпирическим модальным методом для получения 10 IMF. Есть два высоких пика, которые появляются, когда t составляет 2,26 с и 6,87 с в исходном сигнале давления. Они связаны с ускорением и замедлением прицепа.Таким образом, IMFs 1 ∼ 3 являются интерференционным сигналом в тесте.

Чтобы проиллюстрировать информацию, содержащуюся в IMF, карты спектрального анализа (SAM) для IMF 1 ∼ 10 датчика 2 приведены на рисунке 3. Как показано на рисунках 3(b) и 3(c), частотный пик SAM 3 похож на SAM 4. Таким образом, IMF 1 ∼ 4 следует исключить. Резонансное движение поршня в лунной ванне происходит, когда частота колебаний сдвигового слоя близка к собственной частоте движения поршня в лунной ванне.Частоту колебаний сдвигового слоя можно оценить, рассчитав собственную частоту движения поршня в лунном бассейне. Формула собственной частоты поршня лунного бассейна была получена в нашей предыдущей работе [35]: где d — осадка лунного бассейна, а L — длина лунного бассейна.

Расчетная частота движения поршня в лунном бассейне составляет 0,74 Гц. Пик частоты SAM 10 составляет 0,06248 Гц. SAM 10 с низкой частотой является накопленной ошибкой в ​​процессе разложения сигнала.Итак, IMF 10 следует ликвидировать. Частотные пики SAM 5 ∼ 9 приведены в таблице 3. Частота колебаний сдвигового слоя до сих пор не подтверждена.


САМ 5 6 7 8 9

частоты пика (Гц) 2,187, 3,311 1,187 0,5623, 0,8747 0.3749 0,1874

Слой сдвига течет от передней кромки к корме и ударяется о заднюю кромку. Датчик 2 расположен на передней кромке; датчик 3 расположен на задней кромке. Поэтому частоты колебаний сдвигового слоя на датчиках 2 и 3 должны быть одинаковыми. Частотные пики Сэм 4 ~ 8 приведены в таблице 4.




5 6 70032 6 7 8

Пиковая частота (Гц) 2.812, 3.311, 3.624 1.375, 1.624, 2.187 0.6873, 0,2124 0,2499 0.2499

Сравнение частотных пиков анализа спектра в таблицах 3 и 4, можно обнаружить, что имеется такое же значение, равное 2,187 Гц. Следовательно, 2,187 Гц — это частота колебаний сдвигового слоя первого порядка с Fr = 1,32. Точно так же частота колебаний сдвигового слоя второго порядка равна 3.311 Гц.

3. Под действием инцидента Текущий
3.1. Влияние гидролокатора на движение жидкости и колебания сдвигового слоя

Для изучения движения жидкости в лунном бассейне без гидролокатора на рис. 4 показано максимальное движение жидкости в прямоугольном лунном бассейне без гидролокатора на разных скоростях. Как показано на рисунках 4(а) и 4(б), при Fr равном 0,81 и 1,07 скорость движения и амплитуда движения свободной поверхности относительно малы. Движение свободной поверхности обусловлено движением корпуса корабля.Это показывает, что защитный эффект лунного озера очевиден. Как показано на рис. 4(с), когда Fr равно 1,32, плескательное движение в лунной луже очевидно. Как показано на рис. 4(d), максимальная амплитуда плескательного движения в лунном бассейне составляет 4,5  см при Fr равном 1,58. Как показано на рисунке 4(e), когда Fr равно 1,83, амплитуда плескательного движения увеличивается до 6,5 см. С увеличением Fr увеличивается амплитуда движения жидкости в лунном бассейне, и движение жидкости становится более интенсивным.

На основе теории колебаний сдвигового слоя и структурных характеристик лунной ванны проанализирован механизм колебаний сдвигового слоя в лунной ванне.Для более наглядного анализа движения жидкости вблизи лунного бассейна схематическая диаграмма движения жидкости вблизи лунного бассейна приведена на рис. 5. Как показано на рис. 5, на передней кромке лунного бассейна формируется пограничный слой с градиентом скорости. Пограничный слой выходит из границы раздела, который образует свободный сдвиговый слой. Большое количество жидкости поступает в лунный бассейн из задней части лунного бассейна и течет вперед в лунном бассейне, образуя внутреннюю циркуляцию. Некоторые другие жидкости текут вниз по течению в виде свободного сдвигового потока.Это согласуется с результатами предыдущего исследования авторов [35]. Много пузырей вытекает из задней части лунного бассейна. Из-за градиента скорости свободного сдвигового слоя неустойчивость колебаний сдвигового слоя усугубляется, а колебания жидкости усиливаются. Колебание сдвигового слоя усугубляет обмен жидкости внутри и снаружи лунного бассейна. Под действием тока, когда частота колебаний сдвигового слоя близка к собственной частоте движения поршня или плещущегося движения, в лунном бассейне возникает резонансное движение.


Некоторые возмущения жидкости влияют на колебания свободного сдвигового слоя. Жидкостные нарушения в основном бывают двух типов. Один тип – это гидродинамическое возмущение, которое в основном представляет собой движение поршня и плескающееся движение в лунном бассейне. Другой тип – волна давления, которая формируется, когда колебания свободного сдвигового слоя воздействуют на заднюю кромку лунной ванны. Ма (число Маха) в этой статье равно 0,002, что очень мало. Скорость потока жидкости намного меньше скорости звука.Поэтому влиянием волны давления на колебания свободного сдвигового слоя можно пренебречь. Когда возмущения жидкости способствуют отрыву потока под дном лунной ванны, колебания сдвигового слоя усиливаются. Образуется замкнутый контур обратной связи, и свободные колебания сдвигового слоя можно назвать автоколебаниями сдвигового слоя.

Чтобы лучше проиллюстрировать влияние сонара в лунном бассейне, на рис. 6 показано максимальное движение жидкости с разными скоростями в прямоугольном лунном бассейне с гидролокатором.Как показано на рисунке 6, свободная поверхность асимметрична. Выплескивание происходит в лунном бассейне. При Fr равном 0,81 амплитуда движения свободной поверхности составляет всего 0,9 см. При Fr равном 1,83 амплитуда движения свободной поверхности составляет 3,5 см. Амплитуда плещущегося движения увеличивается с увеличением Fr. Чем больше Fr, тем интенсивнее движение жидкости в лунном бассейне.

Амплитуда плескательного движения в лунном бассейне с гидролокатором намного меньше, чем в лунном бассейне без гидролокатора.Это потому, что гидролокатор имеет переменное поперечное сечение. Сонар занимает много места в лунном бассейне, уменьшая пространство для движения жидкости в лунном бассейне. Когда сонар установлен в лунном бассейне, жидкость возле сонара будет обтекать его. Энергия движения жидкости в лунном бассейне рассеивается. Другими словами, энергия колебаний сдвигового слоя рассеивается.

Под воздействием сонара в лунном бассейне меняется режим движения жидкости в лунном бассейне.Для более наглядного анализа движения жидкости около лунной лужи гидролокатором схематическая диаграмма движения жидкости около лунной лужи гидролокатором приведена на рис. 7. Как показано на рис. низкая частота превращается в небольшие вихри. Поэтому движение жидкости в лунном бассейне меняется. Под действием колебаний сдвигового слоя из лунной лужи вытекают пузыри.


3.2. Влияние скорости потока на колебания сдвигового слоя

Методом эмпирической модальной декомпозиции анализируется частота колебаний сдвигового слоя вблизи лунной ванны при различных скоростях потока.Для лучшего изучения закона изменения частоты колебаний сдвигового слоя St (число Струхаля) колебаний сдвигового слоя определяется как где f – частота колебаний сдвигового слоя; L длина лунного бассейна; а – скорость потока.

Для изучения закона изменения St в зависимости от Fr на рис. 8 показано изменение St в зависимости от Fr датчика 2 в квадратном лунном бассейне с гидролокатором. Как показано на рис. 8, St мало меняется при увеличении Fr. Согласно теории автоколебаний сдвигового слоя St увеличивается с увеличением скорости потока под действием обратной связи волны давления.Если действие обратной связи является гидродинамическим, St не изменяется со скоростью потока. Следовательно, обратная связь колебаний сдвигового слоя в лунном бассейне является гидродинамической.


Для проверки точности теста несколько тестов повторяют четыре раза. На рис. 9 показано изменение частот первого и второго порядков колебаний сдвигового слоя в зависимости от Fr датчика 2 в квадратной лунке с гидролокатором. Результаты рисунка 9 довольно очевидны; достаточно будет констатировать хорошую повторяемость тестов с максимальной погрешностью 5%.Это подтверждает надежность методов испытаний и обработки данных. Однако при Fr = 1,83 частоты колебаний сдвигового слоя в четвертом эксперименте не получаются.

Чтобы выяснить, почему результаты четвертого эксперимента отличаются от результатов первых трех экспериментов, движение жидкости в квадратном лунном бассейне с гидролокатором четвертого эксперимента приведено на рисунке 10. Как показано на рисунке 10, движение поршня в лунный бассейн очевиден. Период движения поршня примерно равен 1.29 с. Пик частоты 0,777 Гц можно получить по данным датчика 2. Следовательно, 0,777 Гц – это частота движения поршня. Для проверки формы движения жидкости в лунном бассейне с Fr = 1,83 повторяют шестнадцать экспериментов. В трех тестах с Fr = 1,83 движение поршня в лунной ванне очевидно. В остальных трех экспериментах плещущееся движение в лунной луже очевидно.

Когда в лунном бассейне происходит движение поршня, колебания слоя сдвига не фиксируются датчиками давления.Это свидетельствует о том, что движение поршня прерывает колебания сдвигового слоя. При разгоне прицепа жидкость в лунном бассейне выходит из положения равновесия. Когда модель корабля плывет, скорость движения жидкости вне лунного бассейна больше, чем в лунном бассейне. Следовательно, давление в лунном бассейне больше, чем давление вне лунного бассейна. Жидкость в лунном бассейне будет вытекать из лунного бассейна под действием разницы давлений. Жидкость внутри и снаружи лунного бассейна взаимодействует друг с другом и напрямую контактирует с воздухом.Атмосферное давление заставит внешнюю жидкость лунного бассейна снова потечь в лунный бассейн. Таким образом, образуется одномерная колебательная система, которая создает явление, подобное резонансу Гельмгольца. Амплитуда такого движения поршня значительно больше амплитуды, вызванной колебаниями сдвигового слоя. Этот тип движения поршня изменяет модель гидродинамической обратной связи колебаний жидкости в лунном бассейне. Это также показывает, что выплескивание и колебания сдвигового слоя вблизи дна лунной лужи влияют друг на друга.Движение жидкости в лунном бассейне усиливает отрыв свободного сдвигового слоя на передней кромке лунного бассейна.

3.3. Влияние формы лунной ванны на колебания сдвигового слоя

Чтобы проиллюстрировать влияние формы лунной ванны на колебания сдвигового слоя, на рисунке 11 показано изменение St в зависимости от Fr датчика 2 в прямоугольной лунной ванне с гидролокатором. Как показано на рис. 11(а), St мало меняется при увеличении Fr. По сравнению с результатом для квадратного лунного бассейна на рисунке 8 закон изменения St на Fr для квадратного и прямоугольного лунного бассейна с гидролокатором аналогичен.Это указывает на то, что ширина не является важной характеристикой, влияющей на колебания сдвигового слоя.

Сонар и стенка лунного бассейна образуют сложные граничные условия для движения жидкости в лунном бассейне. Чтобы проиллюстрировать влияние сложных граничных условий в лунном бассейне, на рисунке 11(b) показано изменение St в зависимости от Fr в прямоугольном лунном бассейне без гидролокатора. Как показано на рис. 11(b), St мало меняется при увеличении Fr. Поэтому, независимо от изменения размера дна или внутренней границы в лунном бассейне, St мало меняется при увеличении Fr.Это подтверждает, что режим обратной связи колебаний сдвигового слоя в лунном бассейне является гидродинамическим.

Чтобы проиллюстрировать влияние формы дна и граничных условий в лунном бассейне на колебания сдвигового слоя, на рисунке 12 приведены частоты колебаний сдвигового слоя в различных лунных бассейнах. Как показано на рисунке 12, первая и вторая частоты колебаний слоя сдвига в различных лунках увеличиваются по мере увеличения Fr. Частоты первого и второго порядка для квадратного и прямоугольного лунных бассейнов с гидролокаторами аналогичны.Это указывает на то, что на частоту колебаний сдвигового слоя меньше влияет ширина лунного бассейна. При наличии гидролокатора в лунном бассейне частота колебаний сдвигового слоя увеличивается.

Пик частоты колебаний сдвигового слоя первого порядка больше, чем пик второго и более высоких порядков. Это показывает, что энергия колебаний сдвигового слоя сосредоточена в основном на колебаниях первого порядка. При малом Fr частота колебаний сдвигового слоя высокого порядка аналогична собственной частоте движения жидкости в лунном бассейне.Однако в это время сила колебаний сдвигового слоя на малой скорости относительно невелика. Амплитуда движения свободной поверхности в лунном бассейне относительно мала. Иными словами, возбуждающее действие колебаний сдвигового слоя высокого порядка на движение жидкости в лунном бассейне неочевидно. Хотя колебания свободной поверхности невелики, датчики давления все же могут улавливать колебания сдвигового слоя вблизи дна лунной лужи. Следовательно, вихревое движение в лунном бассейне должно быть доминирующим фактором гидродинамической обратной связи.

Под действием падающего тока колебания сдвигового слоя являются основным источником возбуждения движения жидкости в лунном бассейне. Движение жидкости в лунном бассейне принудительное. Когда частота колебаний сдвигового слоя аналогична собственной частоте движения жидкости в лунном бассейне, движение жидкости в лунном бассейне приведет к положительной обратной связи с колебаниями сдвигового слоя. Резонансное движение будет происходить в лунном бассейне. Частота колебаний сдвигового слоя напрямую связана с длиной лунного бассейна, граничными условиями в лунном бассейне и скоростью потока.

4. При совместном воздействии набегающего потока и течения

Для иллюстрации движения жидкости в лунном бассейне при совместном воздействии волны и течения на рис. 13 показано движение жидкости в квадратном лунном бассейне с гидролокатором при совместном Действие волны и течения. Как показано на Рисунке 13, движение поршня можно явно наблюдать между 19,75 с и 22,37 с. Когда t составляет 19,75 с, жидкость течет в самую нижнюю точку лунного бассейна. Затем свободная поверхность начинает подниматься.Когда t составляет 20,37 с, жидкость течет к самой высокой точке лунного бассейна.

Как показано на рисунке 13, когда t составляет 14,93 с, в лунном бассейне происходят плескательные движения. Следовательно, поршень и плещущееся движение связаны друг с другом в лунном бассейне под совместным действием волны и течения. Движение жидкости в лунном бассейне в основном представляет собой плескательное движение под действием падающего тока. Действие падающей волны изменяет движение жидкости в лунном бассейне.При совместном воздействии волны и течения период движения поршня в лунном бассейне составляет около 1,26 с, что аналогично периоду собственных колебаний движения поршня в лунном бассейне [35]. И некоторые из них отличаются от периода падающей волны. В то же время при совместном воздействии волны и течения наибольшая амплитуда движения свободной поверхности в лунном бассейне составляет 7,5 см, что значительно больше, чем при воздействии набегающего течения.

Чтобы проиллюстрировать влияние волн на движение жидкости в лунном бассейне, на рис. 14 показано движение жидкости в лунном бассейне под действием различных волн.Как показано на рисунке 14, под действием волны 2 в лунном бассейне вместо поршневого движения возникает плескательное движение. Под действием волны 3 очевидно движение поршня в лунном бассейне. Период движения поршня составляет около 1,29 с, что аналогично таковому под действием волны 1. Амплитуда движения свободной поверхности под действием волны 1 больше, чем под действием волн 2 и 3. Это связано с тем, что длина волны 1 аналогична длине лунного бассейна.Стоячая волна возникает в лунном бассейне. Для волны 1 достигаются два частотных пика на переднем и заднем фронтах, которые составляют соответственно 0,7918 Гц и 2,059 Гц. Частота движения поршня в лунном бассейне в тесте составляет около 0,8 Гц. Таким образом, 0,7918 Гц — частота движения поршня, а 2,059 Гц — частота падающей волны.

При совместном воздействии волны и течения автоколебания сдвигового слоя не обнаружены. В основном это связано с тем, что падающие волны изменяют движение жидкости в лунном бассейне, и первоначальные колебания сдвигового слоя разрушаются.Устойчивая обратная связь колебаний сдвигового слоя не может быть сформирована. Источником возбуждения движения жидкости в лунном бассейне под действием однородного потока являются автоколебания сдвигового слоя. При совместном воздействии волны и тока источником возбуждения в это время в основном является падающая волна. Периодический подъем и спад падающей волны вызывает движение поршня в лунном бассейне. Когда падающая волна передается в лунный бассейн, в лунном бассейне образуется стоячая волна, которая вызывает плескательное движение в лунном бассейне.

5. Корабельная донная волна

Для изучения влияния колебаний сдвигового слоя на поле течения вдоль днища корабля за лункой на рис. 15 приведено распределение пузырьков на поперечном сечении на расстоянии 1,07 м за квадратной лункой. Как показано на рисунке 15, концентрация, толщина и ширина пузырьков периодически меняются. А пузырь за лунным бассейном течет под определенным углом, который отклоняется от продольного сечения в центральной плоскости. Из этих различных явлений, наблюдаемых в ходе эксперимента, можно сделать вывод, что вдоль дна корабля за лунным бассейном должно происходить какое-то колебание.В следующей статье это колебание называется корабельной донной волной.

Для изучения причины образования донной волны корабля вдоль днища корабля за лунным колодцем схематическая диаграмма движения жидкости вблизи лунного колодца приведена на рисунке 16. Как показано на рисунке 16, колебания сдвигового слоя отрываются в лунном бассейне. дно, формируя колебания свободного сдвигового слоя. Жидкость в лунном бассейне и вне лунного бассейна можно рассматривать как два вида жидкостей: высокоскоростную жидкость вне лунного бассейна и низкоскоростную жидкость в лунном бассейне.Между двумя жидкостями есть граница раздела. В наших предыдущих исследованиях из-за того, что свободная поверхность всасывает газ, в лунном бассейне образуются пузыри. Плотность жидкости в лунном бассейне изменится. Это явление нестабильного течения вблизи лунного бассейна похоже на неустойчивость Кельвина-Гельмгольца. Граница раздела двух жидкостей постоянно изменяется под влиянием неустойчивости течения.


Согласно теории устойчивости течения, в параллельном течении линейная волна возмущения движется в виде бегущей волны.Направление движения бегущей волны совпадает с направлением течения. Судовая донная волна представляет собой своего рода бегущую волну, которая возникает из-за стекающего вниз по течению свободного сдвигового слоя. Донную волну можно рассматривать как своего рода трехмерную волну Толлмина-Шлихтинга (волну T-S). На распределение пузырькового слоя по ширине позади лунной лужи должен влиять диффузионный эффект T-S волны.

Для иллюстрации характеристики колебаний сдвигового слоя вблизи лунной ванны на рис. 17 приведены карты спектрального анализа колебаний сдвигового слоя в различных точках вдоль днища корабля при Fr = 1.83. Как показано на рисунке 17, пик частоты колебаний слоя сдвига на задней кромке намного больше, чем на передней кромке. Это связано с тем, что когда колебания сдвигового слоя переходят от передней кромки к задней кромке, они воздействуют на заднюю стенку. Те же частоты колебаний сдвигового слоя, которые составляют 3,036 Гц и 4,554 Гц, встречаются на картах спектрального анализа для датчиков 2~7. Следовательно, он проверяет, что колебания слоя сдвига воздействуют на заднюю кромку и отрываются на дне лунной ванны, вызывая колебания свободного слоя сдвига.Колебания свободного сдвигового слоя текут в обратном направлении вдоль днища корабля в виде донной волны корабля.

6. Заключение

Из-за применения нового лунного пула приборы обнаружения работают неправильно, и эффект обнаружения плохой. Необходимо изучить влияние нового лунного пула на поле течения вокруг корабля. В данной работе экспериментальным методом и методом эмпирической модовой декомпозиции исследуются колебания сдвигового слоя вблизи лунной ванны с гидролокатором.Основные выводы можно резюмировать следующим образом: (1) Под действием однородного потока колебания сдвигового слоя у дна лунной ванны возбуждают движение жидкости в лунной ванне. (2) Частота колебаний сдвигового слоя у дна лунной ванны. увеличивается по мере увеличения скорости потока. Обратная связь колебаний сдвигового слоя в основном гидродинамическая. (3) Под совместным действием волны и течения в лунном бассейне происходит движение поршня. Образуется стоячая волна, которая вызывает плеск в лунной луже.(4) Колебания сдвигового слоя распространяются в виде корабельной донной волны. Он влияет на распределение пузырьков по днищу корабля.

Доступность данных

В статью включены данные в виде таблиц и рисунков, использованные для поддержки результатов этого исследования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Настоящее исследование было поддержано и профинансировано Национальным фондом естественных наук Китая (грант №.51779056). Вся помощь высоко ценится и признается авторами.

Характеристики распространения ВГ-волны в пьезоэлектрическом слое мм2 на упругой подложке: АИП Достижения: Том 5, № 9

I. ВВЕДЕНИЕ

Раздел:

ChooseTop of pageРЕФЕРАТ.ВВЕДЕНИЕ < 1–3 1. Б. Джейкоби и М. Дж. Веллекоп, «Свойства волн Лява: датчики применения», «Умные материалы и конструкции», , 6, , 668–679 (1997). https://doi.org/10.1088/0964-1726/6/6/0032. К. Накамура, «Сдвиго-горизонтальные пьезоэлектрические поверхностные акустические волны», Японский журнал прикладной физики 46 (7B), 4421-4427 (2007). https://doi.org/10.1143/JJAP.46.44213. B. Drafts, «Датчики технологии акустических волн», IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 49 , 795-802 (2001).https://doi.org/10.1109/22.6 В конце 1960-х годов, Bleustein 4 4. J L. Bleustein, «Новая поверхностная волна в пьезоэлектрических материалах», Applied Physics Letters 13 , 412-413 (1968) . https://doi.org/10.1063/1.1652495 and Gulyaev 5 5. Гуляев Ю.В. Электроакустические поверхностные волны в твердых телах // Журнал экспериментальной и теоретической физики. (на русском). одновременно обнаружил, что гексагональное пьезоэлектрическое полупространство с металлизированной поверхностью поддерживает распространение чистой поверхностной волны ВГ.Эта волна называется волной Блюстейна-Гуляева (волной Б-Г) и не имеет аналога в чисто упругом твердом теле. Скорость волны БГ зависит только от свойств материала пьезоэлектрической среды, что ограничивает ее техническое применение. Для достижения желаемых и высоких характеристик в акустических волновых устройствах были приняты различные формы конфигурации слоя/подложки. На сегодняшний день поведение распространения ВГ-волн в структурах слой/подложка с пьезоэлектрической фазой широко исследовалось многими авторами.В соответствии со свойствами материала и последовательностью укладки слоя и подложки слоистые структуры слой/подложка, рассматриваемые в литературе, можно разделить на три формы, т. е. эластичный слой/пьезоэлектрическая подложка, 6–16 6. C Лардат, С. Мерфельд и П. Турнуа, «Теория и характеристики акустических дисперсионных линий задержки поверхностных волн», Труды IEEE 59 , 355-368 (1971). https://doi.org/10.1109/PROC.1971.81777. Р. Г. Кертис и М. Редвуд, «Поперечные поверхностные волны на пьезоэлектрическом материале, несущем металлический слой конечной толщины», Журнал прикладной физики 44 , 2002-2007 (1973).https://doi.org/10.1063/1.16625068. PJ Kielczynski, W Pajewski и M. Szalewski, “Поперечно-горизонтальные поверхностные волны на пьезоэлектрической керамике с деполяризованным поверхностным слоем”, IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 36 , 287-293 (1989). https://doi.org/10.1109/58.1

. Х. Фан, Дж. С. Ян и Л. М. Сюй, «Противоплоские пьезоэлектрические поверхностные волны в керамическом полупространстве с несовершенно связанным слоем», IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 53 , 1695-1698 ( 2006).https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.167819910. П. Вивеканандаа и В. Р. Сринивасаморти, «Поверхностные волны в тонкопленочных покрытиях на пьезоэлектрическом полупространстве и на пьезоэлектрической пластине, принадлежащей к классу кристаллов (622), Журнал прикладной физики 59 , 1301-1304 (1986) . https://doi.org/10.1063/1.33652111. F Herrmann, M Weihnacht и S. Büttgenbach, “Свойства поперечных горизонтальных поверхностных акустических волн в различных слоистых структурах кварц-SiO 2 “, Ultrasonics 37 , 335-341 (1999).https://doi.org/10.1016/S0041-624X(99)00012-812. Б. Коллет и М. Дестраде, «Пьезоэлектрические волны любви на вращающихся Y-образных подложках мм2», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 53 , 2132-2139 (2006). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.15313. Даноян З.Н., Пилипосян Г.Т. Поверхностные электроупругие волны Лява в слоистой структуре с пьезоэлектрической подложкой и диэлектрическим слоем // Международный журнал твердых тел и структур 44 , 5829–5847 (2007).https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.01.03014. Даноян З.Н., Пилипосян Г.Т. Поверхностные электроупругие сдвиговые горизонтальные волны в слоистой структуре с пьезоэлектрической подложкой и жестким диэлектрическим слоем // Международный журнал твердых тел и структур 45 , 431-441 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.08.03615. Дж. С. Лю и С. Т. Хе, «Свойства волн Лява в слоистых пьезоэлектрических структурах», Международный журнал твердых тел и структур 47 , 169-174 (2010).https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2009.06.01816. Дж. С. Лю, Л. Дж. Ван, Ю. Ю. Лу и С. Т. Хе, «Свойства волн Лява в пьезоэлектрической слоистой структуре с вязкоупругим направляющим слоем», Smart Materials and Structures 22 , 125034 (2013). https://doi.org/10.1088/0964-1726/22/12/125034 пьезоэлектрический слой/упругая подложка 17–24 17. Q Wang, S T Quek и V K. Varadan, «Волны любви в пьезоэлектрическом связанном твердом теле. media», Smart Materials and Structures 10 , 380-388 (2001).https://doi.org/10.1088/0964-1726/10/2/32518. К. Ван, «Распространение SH-волны в пьезоэлектрических связанных пластинах», IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control 49 , 596-603 (2002). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2002.100245819. С. Чен, Т. Т. Тан и З. Х. Ван, «Распространение поперечно-горизонтальной акустической волны в пьезоэлектрических пластинах с металлическими решетками», Журнал Акустического общества Америки 117 , 3609-3615 (2005). https://doi.org/10.1121/1.189808320. S Wu, R Ro, Z X Lin и M S. Lee, «Высокоскоростные сдвиговые моды горизонтальной поверхностной акустической волны встречно-штыревого преобразователя / (100) AlN / (111) алмаз», Applied Physics Letters 94 , 092903 ( 2009). https://doi.org/10.1063/1.309352821. J X Liu, Y H Wang и B L. Wang, «Распространение поперечных горизонтальных поверхностных волн в многослойном пьезоэлектрическом полупространстве с несовершенным интерфейсом», IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 57 , 1875-1879 ( 2010).https://doi.org/10.1109/TUFFC.2010.162722. ZH Qian, F Jin и S. Hirose, «Характеристики дисперсии поперечных поверхностных волн в пьезоэлектрически связанных твердых средах с прослойкой из твердого металла», Ultrasonics 51 , 853-856 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ultras.2011.06.00523. ZH Qian и S. Hirose, «Теоретическое подтверждение существования двух поперечных поверхностных волн в пьезоэлектрических/упругих слоистых структурах», Ultrasonics 52 , 442-446 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ультрас.2011.10.00724. Х. М. Ван и З. Чжао, «Волны Лява в двухслойной пьезоэлектрической/упругой композитной пластине с несовершенным интерфейсом», Архив прикладной механики 83 , 43-51 (2013). https://doi.org/10.1007/s00419-012-0631-7 и пьезоэлектрический слой/пьезоэлектрическая подложка. 25–30 25. H H Feng и X J. Li, «Сдвиговые горизонтальные поверхностные волны в слоистой структуре пьезоэлектрической керамики», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 40 , 167-170 (1993).https://doi.org/10.1109/58.21256626. F Jin, Z Wang и T. Wang, «Волна Блюстейна-Гуляева (BG) в пьезоэлектрическом слоистом полупространстве», International of Journal Engineering Science 39 , 1271-1285 (2001). https://doi.org/10.1016/S0020-7225(00)00091-427. Даринский А.Н., Вайнахт М. Сверхзвуковые волны Лява в сильных пьезоэлектриках симметрии mm2 // Journal of Applied Physics 90 (1), 383–388 (2001). https://doi.org/10.1063/1.137640528. А. А. Захаренко, “Волны типа Лява в слоистых системах, состоящих из двух кубических пьезоэлектрических кристаллов”, Journal of Sound and Vibration 285 , 877-886 (2005).https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.08.04429. П. Ли и Ф. Джин, «Волны Блестейна-Гуляева в трансверсально-изотропной пьезоэлектрической слоистой структуре с несовершенно связанным интерфейсом», Smart Materials and Structures 21 , 045009 (2012). https://doi.org/10.1088/0964-1726/21/4/04500930. А. К. Сингх, С. Кумар и А. Чаттопадхьяй, «Распространение волн типа Лява в пьезоэлектрической структуре с нерегулярностью», Международный журнал инженерных наук 89 , 35-60 (2015). https://дои.org/10.1016/j.ijengsci.2014.11.008 В указанных работах большая часть пьезоэлектрических материалов относится к кристаллам класса 6 мм (включая пьезокерамику). 6–9,17–26,29,30 6. Лардат С., Мерфельд С. и Турнуа П. «Теория и характеристики акустических дисперсионных линий задержки поверхностных волн», Труды IEEE 59 , 355-368 (1971). https://doi.org/10.1109/PROC.1971.81777. Р. Г. Кертис и М. Редвуд, «Поперечные поверхностные волны на пьезоэлектрическом материале, несущем металлический слой конечной толщины», Журнал прикладной физики 44 , 2002-2007 (1973).https://doi.org/10.1063/1.16625068. PJ Kielczynski, W Pajewski и M. Szalewski, “Поперечно-горизонтальные поверхностные волны на пьезоэлектрической керамике с деполяризованным поверхностным слоем”, IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 36 , 287-293 (1989). https://doi.org/10.1109/58.1

. Х. Фан, Дж. С. Ян и Л. М. Сюй, «Противоплоские пьезоэлектрические поверхностные волны в керамическом полупространстве с несовершенно связанным слоем», IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 53 , 1695-1698 ( 2006).https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.167819917. К. Ван, С. Т. Квек и В. К. Варадан, «Волны Лява в твердотельных средах с пьезоэлектрической связью», «Умные материалы и структуры», 10 , 380-388 (2001). https://doi.org/10.1088/0964-1726/10/2/32518. К. Ван, «Распространение SH-волны в пьезоэлектрических связанных пластинах», IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control 49 , 596-603 (2002). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2002.100245819. С. Чен, Т. Т. Тан и З. Х. Ван, «Распространение поперечно-горизонтальной акустической волны в пьезоэлектрических пластинах с металлическими решетками», Журнал Акустического общества Америки 117 , 3609-3615 (2005).https://doi.org/10.1121/1.189808320. S Wu, R Ro, Z X Lin и M S. Lee, «Высокоскоростные сдвиговые моды горизонтальной поверхностной акустической волны встречно-штыревого преобразователя / (100) AlN / (111) алмаз», Applied Physics Letters 94 , 092903 (2009) . https://doi.org/10.1063/1.309352821. J X Liu, Y H Wang и B L. Wang, «Распространение поперечных горизонтальных поверхностных волн в многослойном пьезоэлектрическом полупространстве с несовершенным интерфейсом», IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 57 , 1875-1879 ( 2010).https://doi.org/10.1109/TUFFC.2010.162722. ZH Qian, F Jin и S. Hirose, «Характеристики дисперсии поперечных поверхностных волн в пьезоэлектрически связанных твердых средах с прослойкой из твердого металла», Ultrasonics 51 , 853-856 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ultras.2011.06.00523. ZH Qian и S. Hirose, «Теоретическое подтверждение существования двух поперечных поверхностных волн в пьезоэлектрических/упругих слоистых структурах», Ultrasonics 52 , 442-446 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ультрас.2011.10.00724. Х. М. Ван и З. Чжао, «Волны Лява в двухслойной пьезоэлектрической/упругой композитной пластине с несовершенным интерфейсом», Архив прикладной механики 83 , 43-51 (2013). https://doi.org/10.1007/s00419-012-0631-725. HH Feng и X J. Li, «Сдвиговые горизонтальные поверхностные волны в слоистой структуре пьезоэлектрической керамики», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 40 , 167-170 (1993). https://doi.org/10.1109/58.21256626. Ф Джин, З Ван и Т.Ван, «Волна Блестейна-Гуляева (БГ) в пьезоэлектрическом слоистом полупространстве», International of Journal Engineering Science 39 , 1271-1285 (2001). https://doi.org/10.1016/S0020-7225(00)00091-429. П. Ли и Ф. Джин, «Волны Блестейна-Гуляева в трансверсально-изотропной пьезоэлектрической слоистой структуре с несовершенно связанным интерфейсом», Smart Materials and Structures 21 , 045009 (2012). https://doi.org/10.1088/0964-1726/21/4/04500930. А. К. Сингх, С. Кумар и А. Чаттопадхьяй, «Распространение волн типа Лява в пьезоэлектрической структуре с нерегулярностью», Международный журнал инженерных наук 89 , 35-60 (2015).https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2014.11.008 Vivekanandaa and Srinivasamoorthy 10 10. P Vivekanandaa and V R. Srinivasamoorthy, “Поверхностные волны в тонкопленочных покрытиях на пьезоэлектрическом полупространстве и на пластина, принадлежащая к кристаллическому классу (622), Journal of Applied Physics 59 , 1301-1304 (1986). https://doi.org/10.1063/1.336521 изучались SH-волны в пьезоэлектрическом полупространстве 622 с металлическим слоем. Херрманн и др. 11 11. Ф. Херрманн, М. Вайнахт и С.Бюттгенбах, «Свойства поперечных горизонтальных поверхностных акустических волн в различных слоистых структурах кварц-SiO 2 », Ultrasonics 37 , 335-341 (1999). https://doi.org/10.1016/S0041-624X(99)00012-8 экспериментально исследовали поведение SH-волн, распространяющихся в SiO 2 на кварцевой подложке, повернутой по оси Y, с углами среза от 30° до 42,5°. Collet and Destrade 12 12. B Collet и M. Destrade, «Пьезоэлектрические волны любви на вращающихся подложках Y-cut mm2», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 53 , 2132-2139 (2006).https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.153 рассмотрел волны Лява в слоистой структуре, состоящей из слоя диэлектрика m3m и пьезоэлектрической подложки mm2, и показал, что угол среза подложки оказывает существенное влияние на дисперсионные свойства. Даноян, Пилипосян 13 13. Даноян З.Н., Пилипосян Г.Т. Поверхностные электроупругие волны Лява в слоистой структуре с пьезоэлектрической подложкой и диэлектрическим слоем // Международный журнал твердых тел и структур. (2007).https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.01.030 проведен строгий анализ существования волн Лява в пьезоэлектрической подложке кристаллического класса 6, 4, 6мм, 4мм, 622 или 422 с мягким диэлектриком слой. Впоследствии они 14 14. Даноян З.Н., Пилипосян Г.Т. Поверхностные электроупругие сдвиговые горизонтальные волны в слоистой структуре с пьезоэлектрической подложкой и жестким диэлектрическим слоем // Международный журнал твердых тел и структур 45 , 431. -441 (2008). https://дои.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.08.036 дополнительно исследовали существование волны Лява в слоистой среде, состоящей из слоя жесткого диэлектрика на пьезоэлектрическом полупространстве с симметрией 6, 4, 6 мм или 4 мм. Для структуры слоя SiO 2 /кварцевой подложки ST-90°X, Лю и Не 15 15. Дж. С. Лю и С. Т. Хе, «Свойства волн Лява в слоистых пьезоэлектрических структурах», Международный журнал твердых тел и структур 47 , 169-174 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2009.06.018 показано влияние толщины слоя на коэффициент электромеханической связи и чувствительность к фазовой скорости, соответствующие первым двум модам. На основании исх. 1515. Дж. С. Лю и С. Т. Он, «Свойства волн Лява в слоистых пьезоэлектрических структурах», Международный журнал твердых тел и структур 47 , 169-174 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2009.06.018, Liu et al. 16 16. Дж. С. Лю, Л. Дж. Ван, Ю. Ю. Лу, С. Т. Хе, «Свойства волн Лява в пьезоэлектрической слоистой структуре с вязкоупругим направляющим слоем», Smart Materials and Structures 22 , 125034 (2013).https://doi.org/10.1088/0964-1726/22/12/125034 провели теоретическое и экспериментальное исследование свойств волн Лява в кварцевой подложке ST-90°X, несущей вязкоупругий слой. Darinskiy and Weihnacht 27 27. Darinskiy A N, Weihnacht M. Сверхзвуковые волны Лява в сильных пьезоэлектриках симметрии mm2 // Journal of Applied Physics 90 (1), 383-388 (2001). https://doi.org/10.1063/1.1376405 обсуждалось существование сверхзвуковых волн Лява в пьезоэлектрическом полупространстве мм2 с другим пьезоэлектрическим слоем мм2, где и слой, и полупространство не вращались.Захаренко 28 28. Захаренко А.А. Волны Лява в слоистых системах, состоящих из двух кубических пьезоэлектрических кристаллов // Журнал звука и вибрации 285 , 877-886 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jsv.2004.08.044 исследованы дисперсионные характеристики волн Лява в многослойном полупространстве, состоящем из двух различных кубических пьезоэлектрических кристаллов класса 23. В этой статье свойства SH-волн в пьезоэлектрическом слое мм2 с любым разрезом на упругой подложке. Основная цель — выявить, как ориентация разреза влияет на характеристики распространения ВГ-волны.

II. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ

Раздел:

ВыбратьНаверх РЕЗЮМЕ.ВВЕДЕНИЕII.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ… < x 2   пьезоэлектрического кристалла вдоль двух плоскостей, параллельных плоскости Zx 1 .Оси X , Y и Z совпадают с осями основных материалов. Система координат x 1 x 2 x 3 получается после поворота на угол θ вокруг Z 2 x волн, распространяющихся по положительной оси 2 2 SH . 1 -ось. В этом случае внеплоскостное упругое поле в пьезоэлектрическом слое отделяется от их плоскостного аналога, но соединяется с плоскостным электрическим полем.Согласно обычному квазистатическому приближению, динамическое уравнение для внеплоскостных напряжений и уравнение Максвелла для плоских электрических перемещений имеют вид
D1∂x1 + ∂D2∂x2 = 0, (1)
где Σ 1 31 2 и Σ 32 являются напряжениями, D 1 и D 2 электрические смещения, ρ — массовая плотность. Напряжения и электрические смещения выражаются следующими определяющими соотношениями как c44∂u3∂x2+e14∂φ∂x1+e24∂φ∂x2,D1=e15∂u3∂x1e+14∂u3∂x2−κ11∂φ∂x1−κ12∂φ∂x2,D2=e14∂u3∂ x1+e24∂u3∂x2−κ12∂φ∂x1−κ22∂φ∂x2, (2) , где u 3 и φ обозначают соответственно упругое смещение и электрический потенциал. C C C C , C , C 1 45 и C и C 9002 и C и C 55 55 55 2 55 2 являются константы эластичной жесткости, E 15 , E 14 и E 24 – это пьезоэлектрические константы , κ 11 , κ 12 и κ 22 — диэлектрические постоянные. Эти константы материала связаны с ненулевыми константами c̃44,c̃55,ẽ15,ẽ24,κ̃11 и κ̃22 в координате XY Z с использованием преобразования координат как 12,31 12.Б. Коллет и М. Дестраде, «Пьезоэлектрические волны любви на вращающихся Y-образных подложках мм2», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 53 , 2132-2139 (2006). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.15331. Б. А. Олд, Акустические поля и волны в твердых телах, I (John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1990), с. 275.
C44 = C44 COS2 θ + C55 SIN2 θ, C55 = C44 SIN2 θ + C55 COS2 θ, C45 = SinθCosθC44-C55, E24 = ẽ24 COS2 θ + ẽ15 SIN2 θ, E15 = ẽ15 COS2 θ + ẽ24 SIN2 θ ,e14=sinθcosθẽ24−ẽ15,κ11=κ̃11 cos2 θ+κ̃22 sin2 θ,κ22=κ̃22 cos2 θ+κ̃11 sin2 θ,κ12=sinκ̃1−κ22cosθθθ (3)
Подстановка уравнения (2) в уравнение (1) дает
c44∂2u3∂x22+2c45∂2u3∂x1∂x2+c55∂2u3∂x12+e24∂2φ∂x22+2e14∂2φ∂x1∂ux2+e12=∂2φ∂x1 ∂t2,e24∂2u3∂x22+2e14∂2u3∂x1∂x2+e15∂2u3∂x12−κ22∂2φ∂x22−2κ12∂2φ∂x1∂x2−κ11∂2φ∂x12=0, 7 90
, который представляет собой набор основных дифференциальных уравнений для u 3 и φ . Для подложки упругое поле вне плоскости не связано с электрическим полем в плоскости, поскольку оно является упругим диэлектрический материал без пьезоэлектричества.Следовательно, определяющие соотношения и определяющие дифференциальные уравнения имеют следующий вид: где ∇2=∂2/∂x12+∂2/∂x22  — двумерный оператор Лапласа. Пьезоэлектрический слой жестко связан с субстрат. Итак, механические смещения, напряжения, электрические смещения и электрические потенциалы на границе раздела х 2 = 0, являются непрерывными, а именно ,0=D̄2×1,0,x1,0,φx1,0=φ̄x1,0. (7) При x 2 = h поверхность пьезоэлектрического слоя свободна от натяжения, электрически разомкнута или закорочена, что приводит к двум наборам граничных условий: 902×12, σh =0, D2x1,h=0,
(8)
для электрически разомкнутого корпуса и для электрически закороченного корпуса. На бесконечности упругое перемещение и электрический потенциал должны обращаться в нуль, а именно должны удовлетворять
ū3,φ̄ →0,as x2→−∞. (10)

III. РЕШЕНИЯ ДЛЯ ВОЛН SH И ДИСПЕРСИОННЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Раздел:

ChooseНаверх РЕЗЮМЕ.ВВЕДЕНИЕII.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ…III.ВОЛНЫ SH РЕШЕНИЯ И… < k — волновое число, i=−1, v — фазовая скорость волны.Подставляя уравнение. (11) в уравнение. (4), один получает
C44D2UDX22 + 2IKC45DUDX2-C55K2U + E24D2ΦDX22 + 2ike14dφdx2-E15K2φ = -ρv2u, E24D2-E15K2 + IK22D2φx222-2ICκ12DΦD2 + κ11k2φ = 0. (12)
Решая приведенную выше систему обыкновенных дифференциальных уравнений, мы имеем
Ux2=∑j=14Ajeikqjx2,Φx2=∑j=14Bjeikqjx2. (13) (13)
, где q j и ( a j , b j ) T – это собственные значения и собственные векторы, определяемые следующими нелинейными эйгнерацией
c44q2+2c45q+c55-ρv2e24q2+2e14q+e15e24q2+2e14q+e152κ12q-κ22q2-κ11AB=0. (14)
Приравняв определитель матрицы коэффициентов в уравнении (14) к нулю, q j можно вычислить как
γ1q4+γ2q3+γ3q2+γ04q+γ5 (15)
, где
γ1 = c44κ22 + e242, γ2 = 2c45κ22 + κ12c44 + 2e24e14, γ3 = c44κ11 + 4c45κ12 + c55κ22 + 2e15e24 + 4e214-ρv2κ22, γ4 = 2c45κ11 + c55κ12 + 2e14e15 + ρv2κ12, γ5=c55κ11+e215−ρv2κ11.
Для каждого q j из уравнения (14) получаем (16) Из уравнений. (11), (13) и (16), упругое смещение и электрический потенциал могут быть выражены как (17) Используя уравнения (2) и (17), напряжение и электрическое перемещение, необходимые для граничных условий, составляют , (18) где
Mj=c44Ajqj+c45Aj+e14Bj+e24Bjqj,Nj=e24Ajqj+e14Aj−κ12Bj−κ22Bjqj. (19)
Для подложки решения уравнения (5) можно записать в виде -Vt, (20) (20) , где A 5 A 1 6 являются неопределенные константы и
λ = 1-V2 / VSH3, VSH = C̄44 / ρ̄, (21)
, где v sh обозначает скорость поперечной объемной волны в подложке.подстановка уравнения (20) в уравнение (5) дает
σ̄32=c̄44kλA5ek1x2eikx1−vt,D̄2=−A6κ̄11kekx2eikx1−vt. (22)

Пока что мы получили решения для полей SH-волн, но A l ( l =1, 2,…, 6) пока неизвестны. Для определения A l , должны быть выполнены граничные условия из предыдущего раздела.

Для электрически открытого корпуса, подставляя уравнения (17), (18), (20) и (22) в уравнения.(7) и (8), получаем =0,∑j=14NjeikqjhAj=0, (23) которая представляет собой систему однородных линейных алгебраических уравнений для A l . При наличии SH-волны уравнение (23) должно иметь нетривиальное решение. Следовательно, определитель матрицы коэффициента должен исчезнуть, то есть
1111-10χ1χ2χ3χ40-1M1M2M3M4IC̄440N1N2N3N40-Iκ̄11m1eikq1hm2eikq2hm3eikq1hm2eikq2hm3eikq3hm4eikq2h00n1eikq1hn2eikq2hn3eikq3hn4eikq4h00 = 0. (24)
Это уравнение дает соотношение, которому должны удовлетворять фазовая скорость v и волновое число k . оно называется дисперсионным уравнением или дисперсионным соотношением. Для электрически закороченного случая, заменяя шестую строку определителя в уравнении (24) на χ1eikq1h,χ2eikq2h,χ3eikq3h,χ4eikq4h,0,0, мы получаем соответствующее дисперсионное соотношение. приложениях устройств, помимо характеристик дисперсии, другим важным параметром является коэффициент электромеханической связи, который отражает эффективность преобразования электрической энергии в механическую.Коэффициент электромеханической связи определяется следующим образом: где v o и v s — фазовые скорости для электрически разомкнутых и электрически закороченных граничных условий соответственно.

IV. ЧИСЛЕННЫЕ ПРИМЕРЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Раздел:

ВыбратьНаверх АННОТАЦИИ.ВВЕДЕНИЕII.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ…III.SH ВОЛНОВЫЕ РЕШЕНИЯ И…IV.ЧИСЛЕННЫЕ ПРИМЕРЫ И…< 3
на алмазной подложке.Параметры материала KNbO 3 в кристаллографической системе координат XYZ : 12 12. B Collet и M. Destrade, «Piezoelectric Love Waves on Rotated Y-cut mm2 Substrates», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Регулятор частоты 53 , 2132-2139 (2006). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.153 c̃44=7,43, c̃55=2,5(1010 Н/м2), ẽ15=5,16, ẽ24=11,7C/м2, κ̃11=34κ0, κ̃22=780κ0(κ0=8,854×10 −12F/м), и ρ = 4630(кг/м 3 ).Свойства материала алмаза: 32 32. Бенетти М., Канната Д., Ди Пьетрантонио Ф., Федосов В.И., Верона Э. Электроакустические устройства гигагерцового диапазона на основе псевдоповерхностно-акустических волн в AlN/ структуры алмаз/Si», Письма по прикладной физике 87 (3), 033504 (2005). https://doi.org/10.1063/1.1999841 c̄44=533,34(109 Н/м2), κ̄11=55κ0 и ρ̄=3512(кг/м3). Чтобы получить представление о характеристиках SH-волн, на рис. вариации скорости волны Б-Г ( v B G ), предельной скорости ( v Limit ) и объемной поперечной волны ( v T ) с углом среза в КНбО 3 .Здесь следует указать, что предельная скорость является критическим значением. Его значение обсуждалось в работах. 1212. B Collet и M. Destrade, «Пьезоэлектрические волны любви на вращающихся подложках Y-cut mm2», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 53 , 2132-2139 (2006). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.153 и 3333. J Lothe и DM Barnett, “Интегральный формализм для поверхностных волн в пьезоэлектрических кристаллах. Соображения существования», Журнал прикладной физики 47 (5), 1799-1807 (1976).https://doi.org/10.1063/1.322895. Из рис. 2 видно, что v B G монотонно возрастает от 2895,35 м/с при θ =0° до 4450,85 м/с при v θ Предел уменьшается с 3943,4 м/с при θ =0° до 3620,56 м/с при θ =25°, а затем увеличивается до 4508,44 м/с при θ =90°. Также обратите внимание, что правило изменения v T аналогично правилу v Limit .Зависимость указанных выше трех скоростей от θ на рис. 2 согласуется с графиком, приведенным в [1]. 1212. B Collet и M. Destrade, «Пьезоэлектрические волны любви на вращающихся подложках Y-среза мм2», IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 53 , 2132-2139 (2006). https://doi.org/10.1109/TUFFC.2006.153.Рис. 3-5 изображают дисперсионные кривые первых четырех мод для электрически разомкнутого и электрически замкнутого состояний, когда угол среза θ составляет 0°, 60° и 90° соответственно.Безразмерное волновое число К принимается равным х /(2 π ). Из трех рисунков можно рассмотреть некоторые характеристики: (1) Когда поверхность слоя электрически закорочена, фазовая скорость первой моды стремится к скорости B-G волны KNbO 3 при соответствующем угле среза, но фаза скорости высших мод приближаются к предельной скорости KNbO 3 с ростом волнового числа. (2) Для электрически открытого случая все фазовые скорости приближаются к предельной скорости KNbO 3 при соответствующем угле среза.(3) Для одного и того же волнового числа K и моды фазовая скорость для электрически разомкнутого случая больше, чем для случая с электрическим замыканием. Рис. 6 и 7 дополнительно показано влияние ориентации среза на характеристики дисперсии для случая электрического короткого замыкания за счет выбора большего количества углов среза. Из рис. 6 видно, что фазовые скорости для выбранных углов среза быстро уменьшаются от горизонтальной скорости обратного сдвига алмаза, а затем постепенно стремятся к скоростям БГ-волн, соответствующих соответствующим углам, с увеличением K .Кроме того, когда волновое число меньше, углы среза мало влияют на фазовую скорость. Заметим также, что чем больше угол среза, тем больше соответствующая фазовая скорость, поскольку скорость волны Б-Г монотонно возрастает с увеличением угла течения. Для второй моды на рис. 7 видно, что среди взятых углов значение фазовой скорости при θ =90° является наибольшим для данного волнового числа. После вычисления скоростей для двух видов электрических граничных условий , коэффициенты электромеханической связи получаются без труда.Коэффициенты электромеханической связи для первых двух мод представлены на рис. 8 и 9. Из этих двух диаграмм видно, что угол резания KNbO 3 оказывает очень существенное влияние на коэффициенты электромеханической связи. Для заданного угла среза коэффициент электромеханической связи всегда сначала увеличивается до пика, а затем уменьшается по мере увеличения волнового элемента K . При этом также отмечается, что пики коэффициентов электромеханической связи для разных углов резания имеют заметные отличия.Когда θ составляет около 25° и К = 0,485, пиковое значение коэффициентов электромеханической связи для первой моды является наибольшим, около 0,693. Коэффициенты электромеханической связи для первой моды больше, чем для второй моды.

Характеристики распространения волн на тонком слое ила

  • Fang H.W., He G.J., Huang L. et al. Прогресс и проблемы в изучении эколого-речной динамики [J]. Журнал гидротехники , 2018, 50 (1): 75–87, 96 (на китайском языке).

    Google ученый

  • Гейд Х. Г. Влияние нежесткого непроницаемого дна на плоские поверхностные волны на мелководье [J]. Журнал морских исследований , 1958, 16(3): 61–82.

    Google ученый

  • Куева И. П. О реакции илистого дна на поверхностные волны [J]. Журнал гидравлических исследований , 1993, 31(5): 681–696.

    Артикул Google ученый

  • Су Х.L., Xu W.X., Chen W. Численное исследование ламинарного течения неньютоновской жидкости на основе фрактальной производной [J]. Китайский журнал теоретической и прикладной механики , 2017, 49(5): 1020–1028.

    Google ученый

  • Нава Г., Тее Ю., Виталий В. и др. Переход от ньютоновской к неньютоновской жидкости модели переходной сети [J]. Soft Matter , 2018, 14(17): 3288–3295.

    Артикул Google ученый

  • Пантократорас А.Обтекание вращающейся сферы в неньютоновской степенной жидкости с числом Рейнольдса до 10000 [Дж]. Химическая инженерия , 2018, 181 (18): 311–314.

    Артикул Google ученый

  • Чару Д., Гвинн Дж. Э. Динамика и реология частиц в разжижающих сдвиг жидкости [J]. Журнал неньютоновской гидромеханики , 2018, 262: 107–114.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Сюй Х., Bai Y., Li C. Характеристики гидронеустойчивости потока жидкости Бингама в Желтой реке [J]. Журнал гидроэкологических исследований , 2018, 20: 22–30.

    Артикул Google ученый

  • Niu X. J., Yu X. P. Численный метод для течений жидкостей со сложной вязкоупругостью [J]. Китайский журнал гидродинамики , 2008, 23(3): 331–337 (на китайском языке).

    MathSciNet Google ученый

  • Чжан С.Y., Ng C.O. Взаимодействие грязевых волн: вязкоупругая модель [J]. China Ocean Engineering , 2006, 20(1): 15–26.

    Google ученый

  • Xia Y. Z., Zhu K. Q. Исследование затухания волн по модели Максвелла илистого дна [J]. Волновое движение , 2010, 47(8): 601–615.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Niu X.J., Yu X.P. Вязко-упруго-пластическая модель илистого морского дна [J]. Журнал Университета Цинхуа (наука и технологии) , 2008 г., 48 (9): 1417–1421.

    Google ученый

  • Рости М.Е., Избасаров Д., Таммисола О. и др. Турбулентное течение в канале упруговязкопластической жидкости [J]. Journal of Fluid Mechanics , 2018, 853: 488–514.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Сохбати М., Тумазу К.Двумерный экспериментально-численный подход к исследованию волновой трансформации над илистыми отложениями [J]. Ocean Dynamics , 2015, 65(2): 295–310.

    Артикул Google ученый

  • Мэй С.С., Кротов М., Хуанг З.Х. и др. Короткие и длинные волны над илистым морским дном [J]. Журнал гидромеханики , 2010, 643: 33–58.

    Артикул Google ученый

  • Нг К.O., Zhang X.Y. Массоперенос волнами воды над тонким слоем мягкого вязкоупругого ила [J]. Журнал гидромеханики , 2007, 573: 105–130.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Бай Ю. К., Тиан К. Взаимодействие бурового раствора и волны в различных реологических моделях [J]. Журнал Тяньцзиньского университета (наука и технологии) , 2011 г., 44 (3): 196–201.

    MathSciNet Google ученый

  • Лю Дж., Бай Ю., Сюй Д. Массоперенос в тонком слое степенного ила под действием поверхностных волн [J]. Ocean Dynamics , 2017, 67(2): 237–251.

    Артикул Google ученый

  • Хамид М., Усман М., Хак Р. У. и др. Вейвлет-анализ критического течения неньютоновской наножидкости [J]. Прикладная математика и механика (английское издание) , 2019, 40 (8): 1211–1226.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Чжан Ю.Л., Смирнов М.Н., Богданова А.И. и соавт. Прогнозирование времени в пути с помощью вязкоупругой модели движения [J]. Прикладная математика и механика (английское издание) , 2018, 39 (12): 1769–1788.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Cristo C.D., Iervolino M., Moramarco T. et al. Применимость кинематической модели для селей: нестационарный анализ [J]. Journal of Hydrology , 2019, 577: 123967.

    Статья Google ученый

  • Чесноков А.Формирование и эволюция катящихся волн в неглубоком течении степенной жидкости со свободной поверхностью по наклонной плоскости [J]. Волновое движение , 2021, 106: 102799.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Пьедра-Куэва И. Скорость дрейфа пространственно затухающих волн в двухслойной вязкой системе [J]. Журнал гидромеханики , 1995, 299: 217–239.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Бай Ю.C., Ji Z. Q., Xu H. J. Характеристики гидродинамической неустойчивости ламинарного течения в извилистом канале с движущейся границей [J]. Китайский журнал теоретической и прикладной механики , 2017, 49(2): 274–288.

    Google ученый

  • Сюй Х. Дж. Исследования по нелинейной теории речных слабых динамических процессов [D]. Докторская диссертация, Тяньцзинь, Китай: Тяньцзиньский университет, 2007 г. (на китайском языке).

    Google ученый

  • Чжан Х., Лу Д. К. Нестационарные гидроупругие волновые сопротивления и прогибы из-за двумерной нагрузки, движущейся по плавающей пластине [J]. Китайский журнал гидродинамики , 2013, 28(5): 615–625 (на китайском языке).

    Google ученый

  • Li J.C., Wei Y.J., Wang C. et al. Водозаборная полость нагретых сфер [J]. Acta Physica Sinica , 2016, 65(20): 204703 (на китайском языке).

    Артикул Google ученый

  • Лю П.Л. Ф., Чан И. С. О распространении длинных волн над морским дном с жидким илом [J]. Журнал гидромеханики , 2007, 579: 467–480.

    MathSciNet Статья Google ученый

  • Hu Y., Guo X., Lu X. et al. Идеализированное численное моделирование обрушивающейся водяной волны, распространяющейся по вязкому грязевому слою [J]. Физика жидкостей , 2012, 24(11): 112104.

    Статья Google ученый

  • Сейсмические данные о внутренней структуре земли

    Сейсмические данные о внутренней структуре земли

    Доказательства внутренней структуры и состава Земли

    Сейсмические волны


    При землетрясении сейсмические волны (волны P и S) распространяется во всех направлениях в недрах Земли.Сейсмический станции, расположенные на все большем расстоянии от места землетрясения эпицентр будет регистрировать сейсмические волны, прошедшие через увеличивается глубина Земли.

    Сейсмические скорости зависят от свойств материала, таких как состав, минеральная фаза и структура упаковки, температура и давление среды, через которую проходят сейсмические волны. Сейсмические волны путешествовать быстрее через более плотные материалы и, следовательно, обычно путешествовать быстрее с глубиной.Аномально горячие области замедляются сейсмические волны. Сейсмические волны распространяются в жидкости медленнее, чем в твердый. Расплавленные области внутри Земли замедляют P-волны и останавливают S. волны, потому что их сдвиговое движение не может быть передано через жидкость. Частично расплавленные области могут замедлять P-волны и ослабить или ослабить зубцы S.

    При прохождении сейсмических волн между геологическими пластами с контрастными сейсмические скорости (при прохождении любой волны через среды с явно отличающиеся скорости) отражения, преломление (изгиб), и производство новых волновых фаз (т.г., зубец S, полученный из зубец P). Внезапные скачки сейсмических скоростей на границы известны как сейсмические разрывы .


    Кора

    Mohorovicic Сейсмический разрыв
    Сейсмические станции в пределах примерно 200 км от континентального землетрясения (или другое сейсмическое воздействие, такое как взрыв динамита) сообщить о путешествии раз, которые закономерно возрастают с удалением от источник.Но дальше 200 км сейсмические волны приходят раньше, чем ожидается, образуя разрыв на кривой зависимости времени в пути от расстояния. Мохоровичич (1909) интерпретировал это как то, что зарегистрированные сейсмические волны за 200 км от очага землетрясения прошла более низкая слой со значительно большей сейсмической скоростью.

    Этот сейсмический разрыв теперь известен как Мохо (намного проще, чем «сейсмический разрыв Мохоровича» ). Это граница между кислой/основной корой с сейсмической скоростью около 6 км/сек и более плотной ультраосновной мантией с сейсмическая скорость около 8 км/сек.Глубина Мохо под континентами в среднем составляет около 35 км, но колеблется от 20 до 70 км. Мохо под океанами обычно находится примерно на 7 км ниже морского дна (т. Е. Толщина океанической коры составляет около 7 км).

    Свойства коры

    Континентальная кора

    Глубина до Мохо: от 20 до 70 км, в среднем от 30 до 40 км
    Состав: кислые, средние и основные магматические, осадочные и метаморфические породы
    Возраст: от 0 до 4 б.у.

    Резюме: более толстый, менее плотный, неоднородный, старый

    Океаническая кора

    Глубина до Мохо: ~7 км
    Состав: основная магматическая порода (базальт и габбро) с тонким слоем отложений сверху
    Возраст: от 0 до 200 млн лет.

    Резюме: тонкие, более плотные, однородные, молодые

     


    Мантия

    Зона низких скоростей
    Сейсмические скорости постепенно увеличиваются с глубиной в мантии из-за увеличения давления, а значит и плотности, с глубина.Однако сейсмические волны, зарегистрированные на расстояниях, соответствующих глубины от 100 до 250 км прибывают позже, чем ожидалось указывает на зону низкой скорости сейсмических волн. Кроме того, в то время как зубцы P и S распространяются медленнее, зубцы S затухают. или ослабленный. Это интерпретируется как зона, которая частично расплавленный, вероятно, один процент или меньше (т. е. более 99 процентов твердый). В качестве альтернативы, это может просто представлять собой зону, где мантия очень близка к точке плавления для такой глубины и давления, что она очень «мягкая».«Тогда это представляет собой зону слабости в верхней мантии. Эта зона называется астеносферой или «слабой сферой».

    Астеносфера отделяет прочную твердую породу самой верхней мантии и коры наверху от остальной прочной твердой мантии внизу. Сочетание самых верхних слоев мантии и коры над астеносферой называется литосферой . Литосфера может свободно перемещаться (скользить) по слабой астеносфере. Тектонические плиты — это, по сути, литосферных плит .

    670 км Сейсмический разрыв
    Ниже зоны низких скоростей находится пара сейсмических разрывы, на которых возрастают сейсмические скорости. Теоретические анализы и лабораторные эксперименты показывают, что на этих глубинах (давление) ультраосновные силикаты изменят фазу (атомарная упаковка структура или кристаллическая структура) от кристаллической структуры оливина до более плотной упаковки структуры. разрыв на глубине около 670 км особенно отчетливо.Разрыв 670 км возникает в результате изменения структуры шпинели на кристаллическую структуру перовскита , которая остается стабильной до основание мантии. Таким образом, перовскит (такая же химическая формула, как у оливина) является наиболее распространенным силикатным минералом в Земля. Считается, что разрыв в 670 км представляет собой крупную граница, отделяющая менее плотную верхнюю мантию от более плотная нижняя мантия.  


    Сейсмический разрыв Гутенберга / Граница ядро-мантия
    Сейсмические волны, зарегистрированные на увеличивающемся расстоянии от землетрясения, указывают на то, что сейсмические скорости постепенно увеличиваются с глубиной в мантии (исключения: см. раздел «Зона низких скоростей» и «Разрыв 670 км» выше).Однако на дуговых расстояниях от 103° до 143° Р-волны не регистрируются. Более того, за пределами 103° не регистрируются зубцы S. Гутенберг (1914) объяснил это тем, что расплавленное ядро ​​зарождается на глубине около 2900 км. Сдвиговые волны не могли бы проникнуть в этот расплавленный слой, и волны P были бы сильно замедлены и преломлены (изогнуты).

    Lehman Siesmic Discontinuity / The Inner Core
    Между 143° и 180° от места землетрясения распознается другое преломление (Lehman, 1936), возникающее в результате внезапного увеличения скорости продольных волн на глубине 5150 км.Это увеличение скорости согласуется с переходом от расплавленного внешнего ядра к твердому внутреннему ядру.

    На рисунке выше показаны траектории сейсмических лучей (перпендикуляры фронтам сейсмических волн) в Земле.

    Из чего состоит ядро?
    Этот материал должен быть плотным: он должен быть плотнее мантии, и он должен быть достаточно плотным, чтобы составлять остальную массу Земля. Поскольку ядро ​​составляет примерно одну треть земной массой это должен быть материал, распространенный в Солнечной системе.Это должны учитывать наблюдаемые сейсмические скорости. Это также должно быть материал с магнитными свойствами для учета магнитного поля Земли поле. Железо — очевидный кандидат.

    На Земле встречается несколько видов метеоритов. Один класса называются дифференцированными метеоритами. Считается, что они представляют собой планетезимали, которые формировались вместе с Землей и другими планеты. Планетезималь достигла достаточно больших размеров, чтобы стать частично/в значительной степени расплавлено и разделяется на силикатную мантию и металлическое ядро, которое затем медленно охлаждается и кристаллизуется.Но Растущая планета распалась из-за конфликтующих гравитационных буксиров Солнца и Юпитера. Останки лежат на орбите между Марсом и Юпитер. Некоторые из осколков, падающих на Землю, каменистые (мафические и ультраосновные силикаты) и некоторые из них являются железными. железные метеориты это предположительно остатки ядра планетезимали.

    Что вызывает магнитное поле Земли?
    Ранние представления о том, что заставило стрелку компаса указывать на север, включали некое божественное влечение к Полярной звезде (Полярной звезде) или влечение к большим массам железной руды в Арктике.Более серьезная гипотеза считала, что Земля или некий твердый слой внутри Земли состоят из железа или другого магнитного материала, образующего постоянный магнит. У этой гипотезы есть две основные проблемы. Во-первых, стало очевидно, что магнитное поле со временем дрейфует; магнитные полюса двигаются. Во-вторых, магнитные минералы сохраняют постоянный магнетизм только ниже их температуры Кюри (например, 580°C для магнетита). Большая часть недр Земли горячее, чем все известные температуры Кюри, а более холодные породы земной коры просто не содержат достаточного магнитного содержимого, чтобы объяснить магнитное поле, а намагниченность земной коры в любом случае очень неоднородна.

    Открытие жидкого внешнего ядра позволило выдвинуть еще одну гипотезу: геодинамо. Железо, жидкое или твердое, является проводником электричество. Следовательно, в расплавленном железе протекали бы электрические токи. Движение протекающего электрического тока создает магнитное поле в под прямым углом к ​​направлению электрического тока (основная физика электромагнетизм). Расплавленное внешнее ядро ​​конвектируется как средство выделяя тепло. Это конвективное движение вытеснило бы текущую электрические токи, тем самым создавая магнитные поля.Магнитный поле ориентировано вокруг оси вращения Земли, потому что воздействие вращения Земли на движущуюся жидкость (сила Кориолиса).

    Статистическое исследование характеристик гравитационных волн в ионосфере | Земля, планеты и космос

    В этом исследовании используется многоточечная и многочастотная система непрерывного ВЧ доплеровского зондирования, действующая в Чешской Республике. Он состоит из трех передающих участков (Tx1: 50,528°N, 14,567°E; Tx2: 49.991° с.ш., 14,538° в.д.; Tx3: 50,648° с.ш., 13,656° в.д.) и одно принимающее место (Rx: 50,041° с.ш., 14,477° в.д.). Все эти объекты являются обсерваториями Института физики атмосферы или Института геофизики Чешской академии наук. На этих объектах были установлены передатчик или приемник, работающие на частотах 3,59, 4,65 и 7,04 МГц (Чум и др., 2018). Частоты передатчиков, работающих на определенной частоте, взаимно сдвинуты примерно на 4 Гц на разных передающих участках. Таким образом, сигналы отдельных передатчиков можно легко различить на приемном участке.Полная установка была завершена в начале июля 2014 г. Таким образом, первый возможный годовой период статистического исследования приходится на июль 2014 г. – июнь 2015 г. и охватывает максимум или конец максимума 24-го солнечного цикла. солнечного максимума сравниваются с измерениями, зарегистрированными в течение 1-летнего периода последовательного солнечного минимума, период с сентября 2018 г. по август 2019 г. пути.Метод анализа был подробно описан Чумом и Подольской (2018). Поэтому для удобства читателей здесь кратко изложены только основные моменты. Предполагается, что точки отражения находятся посередине между отдельными парами передатчик-приемник, если они проецируются на землю. Горизонтальные расстояния между отдельными точками отражения составляют около 30–50 км. Таким образом, система подходит для анализа распространения среднемасштабных ПИВ (но не крупномасштабных ПИВ, для которых наблюдаемые фазовые задержки слишком малы для надежного анализа).Высоты отражений оцениваются по ионосферному профилю, измеренному цифровым переносным эхолотом DPS-4D, расположенным в Пругоницах на расстоянии около 1 км от Tx2. Истинные высоты получаются из измеренных виртуальных высот с помощью программного обеспечения SAO Explorer (Reinisch et al. 2005). Неопределенности абсолютных истинных высот могут находиться в диапазоне от ~ 5 до ~ 20 км. Они сильно зависят от характера ионосферных профилей, например, от «долин» между слоями E и F, которые не могут быть измерены напрямую и только моделируются в программе SAO explorer.К счастью, рассчитанные трехмерные векторы скоростей ГВ зависят только от относительных разностей между истинными высотами сигналов, отраженных на разных частотах. Ожидается, что неопределенности относительных разностей будут ниже (в основном < 5 км), чем неопределенности абсолютных истинных высот, поскольку для анализа используются в основном отражения от слоя F. При этом для анализа используются средние значения истинных высот, полученные за 90-минутные интервалы времени. Анализ проходит в несколько этапов.Во-первых, вычисляются динамические спектры — спектрограммы доплеровского сдвига. Далее находятся максимумы спектральных плотностей мощности с временным шагом 30 с для каждой пары передатчик-приемник для получения доплеровских сдвигов в виде временных рядов. Эта аппроксимация однозначными доплеровскими сдвигами в каждый момент времени выполняется автоматически, однако полученные значения визуально сравниваются со спектрограммами и при необходимости корректируются вручную, например, из-за выбросов, вызванных высоким шумовым фоном в спектрах мощности, ложным обнаружением наземных волновые или ложные колебания на S-образных конструкциях и др.(Чум и др., 2014). Полученные временные ряды затем служат входными данными для анализа распространения. Анализ распространения выполняется в течение 90-минутных интервалов времени. Для вычисления векторов скоростей распространения по наблюдаемым сигналам (полученным временным рядам) используются три различных метода: (а) поиск наилучшей медленности луча, (б) невзвешенное и (в) взвешенное решение методом наименьших квадратов переопределенной системы уравнений, основанное на временные задержки, полученные для максимумов функций взаимной корреляции между отдельными сигналами.Более подробное описание и формулы см. в Chum and Podolská (2018). Далее представлены средние значения скоростей распространения, рассчитанные этими тремя различными методами. При этом неопределенности оцениваются по дисперсии результатов, полученных этими тремя методами, как стандартные отклонения. Учитываются (отображаются) только те скорости, которые удовлетворяют следующим критериям: неопределенность скорости распространения менее 20% от ее абсолютного значения и неопределенность азимута и угла места менее 20° и 10° соответственно.Кроме того, требуется, чтобы максимум на нормированной карте энергии, построенной при поиске наилучшей медленности луча, был больше 0,5; в таком случае все сигналы считаются достаточно похожими и когерентными.

    В отличие от исследования Chum and Podolská (2018), в этом статистическом исследовании используются только две разные частоты, чтобы получить больше временных интервалов для трехмерного анализа. Таким образом, скорости распространения вычисляются по шести сигналам, отраженным в шести разных точках отражения.В частности, для солнечного максимума использовались частоты 4,65 и 7,04 МГц (сигнал на частоте 3,59 МГц обычно отражается от слоя E или спорадического слоя E и испытывает незначительный доплеровский сдвиг, который трудно анализировать). С другой стороны, сигналы на частотах 3,59 и 4,65 МГц анализировались в период солнечного минимума, поскольку критическая частота ионосферы в основном была ниже 7,04 МГц; следовательно, сигналы, передаваемые на частоте 7,04 МГц, вышли в открытый космос. Скорости распространения анализировались на временных интервалах продолжительностью 90 минут; в последующих интервалах было 30 минутное перекрытие.Анализировались только интервалы времени, для которых удалось получить доплеровские сдвиги в виде временных рядов (сигналов) для всех шести пар передатчик–приемник. Сначала сигналы подвергались полосовой фильтрации (был выбран диапазон периодов 4–45 мин.), чтобы удалить как долгопериодные колебания или тренды, которые часто наблюдались (особенно в период восхода и захода солнца), так и возможный высокочастотный шум (инфразвук или кратковременный шум). геомагнитные пульсации). В разделах «Результаты» и «Обсуждение» будет показано, что, несмотря на использование только 2 разных частот, временные интервалы, для которых был возможен 3D-анализ, не были равномерно распределены в течение года и дня из-за практических ограничений, таких как низкая критическая частота ионосферы, сильный спорадический слой Е, интерференция нескольких различных волн или низкая взаимная корреляция сигналов.

    Доплеровские приемники не различают обычный режим L-O и экстраординарный режим R-X. Следовательно, необходимо предположить, что полученный сигнал может соответствовать режиму L-O или R-X. Таким образом, скорости рассчитываются и представляются как для высоты отражения мод L-O, так и для мод R-X.

    Следует подчеркнуть, что скорости, рассчитанные с помощью трехмерного анализа, описанного выше, являются скоростями, наблюдаемыми в системе отсчета Земли. Для получения собственных скоростей в ветроупорной раме необходимо из наблюдаемых скоростей вычесть скорости нейтральных ветров.Поскольку прямые измерения ветра недоступны, мы используем модель горизонтального ветра HWM14 (Дроб и др., 2015), применяемую для времени и высоты отдельных наблюдений. Климатологическая модель HWM14 может не давать точных данных о скорости нейтральных ветров в определенное время; реальные скорости ветра могут отличаться на несколько десятков м/с. Тем не менее предполагается, что средние ошибки статистических результатов значительно ниже, чем неопределенности для отдельных случаев. Кроме того, скорости ГВ обычно больше скоростей нейтральных ветров; следовательно, относительный вклад нейтральных скоростей ветра в фазовые скорости ветровой рамы ГВ не является доминирующим.В разделе «Результаты» будет показано, что статистические распределения некоторых свойств ГВ, таких как угол между вектором волны и вектором нейтрального ветра, угол места волнового вектора и период, более организованы вокруг конкретных значений (менее случайных) в ветре. -система покоя, чем наблюдаемые значения в системе Земли. Это также указывает на применимость модели HWM14 для данного статистического исследования. Нейтральные ветры также влияют на наблюдаемые периоды и длины волн. Поскольку эта часть 3D-анализа не была представлена ​​в предыдущем исследовании Chum and Podolská (2018), далее она будет описана более подробно.

    На рис. 1 показаны зависимости между фазовой скоростью v рамы ветрового покоя , наблюдаемой фазовой скоростью v o и горизонтальной скоростью нейтральных ветров 9045 5 w горизонтальная и вертикальная составляющие. На рисунке 1а показана проекция скоростей на вертикальную плоскость вектора v . На рис. 1b показана проекция на горизонтальную плоскость, где ϕ — угол между горизонтальной составляющей v H скорости v и горизонтальной скоростью ветра w

    4 90.Обратите внимание, что векторы v , v o и w могут указывать в разных направлениях. Наблюдаемая скорость V 2 ( V HO 2) является суммой V ( V H ) и W . Таким образом, имеют место следующие соотношения.

    Рис. 1

    Соотношения между наблюдаемой скоростью v o (красный), скоростью опорной рамы v (черный), включая их горизонтальную и вертикальную составляющие, и горизонтальной скоростью ветра w (синий). a вертикальное сечение (проекция на вертикальную плоскость v ), b горизонтальное сечение

    $${{\varvec{v}}}_{\text{Ho}} = {{\varvec{v}}}_{{\text{H}}}+{{\text{w}}},$$

    (1)

    $${v}_{\text{H}}=v \cdot {\cos}(\epsilon),$$

    (2)

    где \({\epsilon}\) – угол места вектора фазовой скорости (волны). На рис.1, так как это наиболее частый случай, как будет показано в разделе «Результаты». Также следует подчеркнуть, что в случае двумерного анализа распространения волн (точки наблюдения лежат только в горизонтальной плоскости) кажущаяся горизонтальная скорость v HA  =  v o / 5 cos(\({\epsilon}\) o ) получается, поскольку наблюдаемые временные задержки зависят как от v o , так и от \({\epsilon}\) o ; однако эти компоненты не могут быть определены из 2D-наблюдений.

    Наблюдаемая частота в системе отсчета Земли, ω o , является доплеровским смещением по отношению к собственной частоте в системе отсчета ветра и покоя, ω, (Kelley 2009).

    $${\omega}_{\text{o}}=\omega +{\varvec{k}} \cdot {\varvec{w}}=\omega +k \cdot w \cdot {\cos} \left({\epsilon} \right) \cdot {\cos} \left({\phi} \right)=\omega \cdot (1+\frac{w}{v} \cdot {\cos} \left ({\epsilon} \right)\cdot {\cos}\left({\phi}\right}),$$

    (3)

    где k — волновой вектор, k  =  ω / v .Относительный сдвиг частоты r есть.

    $$r={\frac{{\omega}_{o}-{\omega}}{\omega}}={\frac{w}{v}} \cdot {\cos} \left({ \epsilon} \right) \cdot {\cos}\left({\phi} \right),$$

    (4)

    и период ветрозащиты T связан с наблюдаемым периодом T o по

    $$T={T}_{o} \cdot \left(1+r \right )$$

    (5)

    Наконец, длина волны ветрозащитного кадра λ может быть рассчитана как.{2}}},$$

    (7)

    где \({\rho}_{0}\) и \({\rho}_{1}\) – массовые плотности воздуха на высотах отражений зондирующих радиочастот f 0 2 и и F 1 1 1 , соответственно, и F 1 и F 1 и F и F и F и F F 2 1 являются основным значением корневого квадрата (RMS) допплеровских сдвигов, рассчитанных интервал анализа (90 мин) усредненный по всем трассам зондирования для частот f 0 и f 1 соответственно.Плотности воздушных масс можно получить по модели NRLMSISE-00 (http://ccmc.gsfc.nasa.gov/modelweb/atmos/). Затухание в дБ, связанное с увеличением высоты на 1 км, затем рассчитывается как.

    $${A}_{\text{дБкм}}={\frac{10\cdot \text{log}(A)}{{h}_{1}-{h}_{2}}} ,$$

    (8)

    , где высоты наблюдения h 1 и h 2 выражены в километрах.

    Сейсмология | УПСейс | Мичиганский технологический университет

    Что такое сейсмология?

    Сейсмология — это изучение землетрясений и сейсмических волн, которые движутся по Земле и вокруг нее.Сейсмолог — ученый, изучающий землетрясения и сейсмические волны.

    Что такое сейсмические волны?

    Сейсмические волны вызваны внезапным движением материалов внутри Земли, например, скольжением по разлом во время землетрясения. Извержения вулканов, взрывы, оползни, лавины, и даже бурные реки также могут вызывать сейсмические волны.Сейсмические волны проходят через и вокруг Земли и могут быть зарегистрированы сейсмометрами.

    Типы сейсмических волн

    Существует несколько различных видов сейсмических волн, и все они движутся по разным направлениям. способы. Двумя основными типами волн являются объемные волны и поверхностные волны. Объемные волны могут проходят через внутренние слои Земли, а поверхностные волны могут двигаться только вдоль Поверхность планеты подобна ряби на воде.Землетрясения испускают сейсмическую энергию как как объемные, так и поверхностные волны.

    Объемные волны

    Объемные волны (P и S) и поверхностные волны, зарегистрированные сейсмометром.

    Характеристики течения в пограничном слое, вызванного уединенной волной

    Характеристики течения в пограничном слое, вызванного уединенной волной

    Автор(ы)

    С.Лин, С. К. Се, С. М. Ю и Р. В. Райкар

    Аннотация

    Характеристики течения в пограничном слое одинокой волной К. Линь1, С. К. Се2, С. М. Ю1, Р. В. Райкар2 1Кафедра гражданского строительства, Национальный университет Чунг Син, Тайвань 2Кафедра строительства, KLES Инженерно-технологический колледж, Индия Абстрактный Экспериментальные результаты по характеристикам течения в нижнем пограничном слое индуцированная уединенной волной, полученная с использованием высокоскоростного изображения частиц методы измерения скорости (HSPIV) и траектории частиц представлены в бумага.Техника траектории частиц особенно используется вблизи дна. границы для визуализации поля течения. Распределение скорости на дне пограничный слой подразделяется на два типа с точки зрения подобия анализ: одно до прохождения и другое после прохождения гребня уединенной волны по измерительному сечению. Распределение скорости на нижней границе слой перед прохождением одиночного гребня волны регрессировали с помощью двух функции гиперболического тангенса.Скорость набегающего потока u и пограничный слой толщина  оказывается подходящей характеристической скоростью и масштабами длины чтобы получить профиль подобия. Однако другие характерные свойства пограничный слой, такой как толщина смещения, толщина импульса и энергия толщины также использовались в анализе, но оказалось, что они просто кратны толщины пограничного слоя . С другой стороны, для достижения профиля подобия для распределения скоростей после прохождения гребня уединенной волны масштаб характеристической скорости (u  Um), где Um – максимальное отрицательное масштаб скорости и длины: используется максимальная толщина обратного потока b0.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.