超声无损检测中声波散射衰减的分数阶导数建模研究

方俊

南京理工大学紫金学院机械工程学院；河海大学力学与材料学院

摘　要: 超声波在混凝土等非均质材料中传播的频率依赖散射衰减,对无损检测中分析材料的物理特性、缺陷、杂质尺寸、内部结构等有重要影响,但是标准的整数阶偏微分方程声波模型并不能准确地描述这个过程,因此在实际工程应用中,对声波的传播机理研究目前还主要停留在定性分析。文章基于对声波散射规律的分析,推导了声波在介质中传播的0-4阶频率依赖散射衰减的通用模型,该模型既可以描述幂律频率依赖的衰减,又可以描述满足因果关系的频散。然后进一步探讨了分数阶微积分算子阶数s的物理意义,给出了衰减公式的幂指数表达式,并将修正后的散射模型与现有的Blair散射模型进行了比较,其结果是一致的。
关键词: 超声无损检测；散射衰减；频率依赖；非均质材料
基金项目: 江苏省高校自然科学研究基金资助项目(17KJD140001)
分类号: TB302.5
栏　目: 试验研究
出　处: 《冶金与材料》2019年第1期，第 13-17 页（共 5 页）
出版日期: 2019-02-15
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