Исследование позиционного сечения рассеяния акустической волны для системы звукопроницаемых сфер

Аңдатпа

В рамках решения задачи акустического рассеяния на системе, состоящей из множества звукопроницаемых сфер, исследуется одна из основных характеристик явления рассеяния, а именно, позиционное сечение рассеяния. Данная характеристика позволяет провести анализ интенсивности рассеянной волны в заданном направлении. Преобразована формула для данной характеристики в случае множества рассеивателей, учитывающая взаимодействие между сферами в системе. Данная формула применима для любого числа сфер в системе и произвольного их расположения в трехмерном пространстве. Рассмотрены два вида внешнего воздействия~--- плоская волна и сферическая волна от монопольного источника излучения. Проведена верификация численного алгоритма с данными других численных исследований; получено качественное совпадение результатов. Численный параметрический анализ для системы, состоящей из двух звукопроницаемых сфер показал, что в случае, когда плотность среды внутри сфер много меньше окружающей среды, система обладает наилучшими рассеивающими свойствами; рассеяние в обратном направлении в системе со сферами одинакового радиуса выше, чем в системе со сферическими частицами различных размеров; для плоской волны увеличение волнового радиуса приводит к уменьшению значения функции обратного сечения рассеяния, в время как для монопольного источника излучения рост волнового радиуса, наоборот, приводит к росту данной величины. Для системы, содержащей 121~каплю воды, в воздухе получено, что при увеличении расстояния между центрами сфер увеличиваются рассеивающие свойства данного слоя в обратном направлении.