Введение к работе
Актуальность темы. Большой интерес к задачам о аспрострэненш упругих волн в гадких и твердых средах вызван их зрокім практически* приложением в наземной и порсков .ейоюразведке, океанология, физической акустике, дефектоскопії, $2брацаонном просвечиванш Земли.
К настоящей? времени накоплены весыа обширные результаты ю изучении полей смещений а трансверсальио-изотропных средах. Іря этом расчеты проводятся, в основном, в асныптотичесхш сфЕблахенш. В диссертации для довольно широкого набора поделен грансверсально-изотропных сред изучаются на только асимптотические свойства полей смещений, но н, посредством численного интегрирования, исследуется поведение смещения среды в точках непосредственного контакта с источником и при переходе от ближней зоны к дальней.
Вазнда понятиен, позволяющим связать свойства излучаемого
волнового поля с внутренними характеристиками источника,
является шдедатс излучасщеи поверхности источника стак
называемое сопротивление излучения). К настоящему вршени
сопротивление излучения рассчитано и изучено только для
изотропных сред.' В диссертационной работе сопротивление
излучения изучается для нескольких моделей
трансверсально-изотрошшх сред.
В области низких частот амплитуда смещения вблизи излучашцей поверхности близка к величине статического смещения (статической осадки источника), поэтому решение задачи о статической осадке источников вертикальной и горизонтальной силы, действующих на поверхности трансверсально-изотрошшх сред, весьма актуально, особенно для проблемы вибрационного просвечишния и глубинного зондирования Земли.
Современные потребности практики не ограничивается изучением однородных сред. Аналитические решения и основанный на их использовании численные методы применимы лишь з специально
юг,''5г»1!шы:; случаях неоднородксстєЯ. В диссертации,' сслс-льзоваплсц конгчно-рагностного метода Уилкшса, исследуете волновые пол.? в неоднородных сложной, лрое. шх средах пр гмаульснси воздействии; при этой произведенная модаГлкащ и-эгода позволяет рассматривать среды, трещиноватые вслэдствн шггргхешю-д&фрипроваккого состояния, что долю? метод Соле унаверсадьнкм, чем существующие. .
Последние тсдн в океанологии, физике Зем.тш ц друга отраслях зтзаісії для излучали упругих волн используйте погружаемые морские гшевмоист очники. Ахтуальньи поэтом, представляется построение достаточно простой модели, позволяете делать количественные оценки параметров излучаемого сигнала. : диссертации, в рамках линейной модели пульсирусщего в ядаост: газового пузыря, подучены {ориули, определите частоту перво пульсации і: изменение частоты п амплитуда после первой ггульсаігд рая импульсного ыорского пневмоасточника.
"^следования, выполненные б работе, проводшшсь в рамка: целого ряда плановых ВІР в соответствии с постановлениями ГКНГ Госплана и АН СХХГ k" 516/272/174, программой "Сибирь" 1.1.2.И 1.2.1.8.
Цдль работы. Исследование поля смещения в ближней и дальші сене вибрационных источников вертикальной и горизонтальной силы распределенных на поверхности трансверсально-пзотропногі полупространства, йзучекиэ свойств смещения среда в області непосредственного контакта источника со средой.
Конечно-разностное моделирование волновых _ полей ; неоднородных средах при импульсном воздействии. Модэлщзованн {синтезирование) трещиноватых сред.
Исследование излучения пудьсирувщего в жидкости газов г< пузыря. -Вьшод формул для основных случаев взаимодействия і жидкости двух газовых пузьгЖ. Количественная оценка {к основе развитой теории) свойств упругой волны раепрсстрзнящейся в ккдкости при работе импульсного корског* Енэвыоисточника.
Научная новизна работы содержится б следующей:
- Изучена в асштотич-эском прибликскии нащавденності 2гйіещонкьас источников с вертикальной и горизонтальної ориентацией силы для 18 коделей траисьзрсально-цзотрошЕа: ерэд
при этом 6 моделей описывают трансверсалыю-изотропные среды, зквавалштныо тонкослонсткы.
- Изучены свойства смещения, осредненного по пловдз
кшггакта со средой, пропорционального сопротивлению излучения
источника, для ряда -моделей трансверсально-изотрошшх сред.
По:сэзано, чго отлпчпя рассчитанных значения сопротивления
издуяегпл по сразнегаїї с изотропной средой лежат в области более
частот т7<о.о (,ri-b}Tosvat ш-частота, гв- радиус источника,
^-скорость поперечное воиш в вертикальном направлении).
- їїодучяш выраженныэ чэрэз безразмерные упругие константы
фориулы статического смещения (статической осадки) источников
вертикальной и горизонтальної! силы, распределенных га
поверхности трансвєрсалзио-пзотрошюго полупространства.
- Численно, с применением конечно-разностного нотода
Уплкинса, решены задача распространения упругих волн в
неоднородных средах: задача о дифракции плоской волны на тонком
включении, правая задача сейсморазведки для среды, содор;тцэЗ
сложную структуру шюголэтнемерзлых город. Предложена
иода^Ейщия ііотода Уилхшка, позволяющая численно моделировать
множественное трецинообразоБани в процессе деформирования
салонной срэды.
- В линейной постановке решена задача о пульсирующем 'в
жидкости .газовом пузырз. При этом получены формулы, с высокой
точностью определяйте период первой пульсации упругой волны,
излучаемой импульсным ыорскш шввмоисточлпком.
- С использованием дифрагированных волн получены конкретные
аналитические зависшосга взаимодействия двух близко-
рісположеншг газовых пузырей, пульсируирх в жидкости.
- В рамках формализма взаимодействия в жидкости двух"
газовых пузырей получены находящиеся в хорошем соответствии с
экспериментом оценки изменений частоты пульсации и амплитуды в
волне, излучаемой импульсным морским пневыоисточником.
Перечисленные результаты ВЫНОСЯТСЯ НА ЗАЩИТУ.
Обоснованность и достоверность результатов исследовании и выводов, сфоруулзроЕанных в диссертации, обусловлена сопоставлением методически различных подходов, оцубликовашиш результатами других авторов, а такке сравнением расчетішх данных с кспрппяенталыйнз.
Теоретическое и прзктичрсков згочшпэ. Полученные результаты и разработанные ыетодакп могут быть использованы щн разработка морских и наземных сейсмических источников п прї анализе пзлучаеыых шп волы.
Разработанный метод раздвоения точек сетки позволяв"] рассчитывать процесс нагружения среды с образованием несшюшностей (трещин), позволяет решать прямые задачі сейсморазведки, физической акустшт и дефектоскопии і троврптоаатих средах, а также задачи механики разрушения.
Результаты . научно-исследовательской работы по темі
диссертации внедрены и используются в нескольких научны;
организациях. . .
Апробация работн и публикации. , Основные 'результаті диссертации докладывались на межреспубликанской конференции п< механике деформируемого твердого тела (Томск, 1983), и региональной конференции "Динашческие задачи механики сплошної среда, теоретические и прикладные вопросы вибрационноп просвечивания Земли" (Геленджик, 1990), на семинарах по механик сплошных- сред кафедры физической механики Томскоп государственного университета.
Основные результаты проведенных исследований опубликованы ; 9 работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения четырех глав, заключения, списка цитированной литературы состоящего из 106 наименований, и двух приложений. Общий объе; работы - 199 страниц машинописного текста.