斜入射声波在管阵列中的传播特性研究.pdf

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2、射声波在管降列中的传播特性硏究硕±研究生：吴亚攀导Ｕ币；姜根山教授申请学位；理学硕±学科：物理学专业：理论物理所在学院：数理学院答辩日期：２０１６年３月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:O429U.D.C:534.8DissertationfortheMasterDegreeTheStudyofSoundWavesIncidenceAngleonAcousticPropagationthroughTubeArraysCandidat

3、e：WuYapanSupervisor：Prof.JiangGenshanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：TheoreticalPhysicsSchool：SchoolofMathematicsandPhysicsDateofDefence：March,2016Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕±学位论文原创性声明－本人

4、郑重声明：此处所提交的硕上学位论文《斜入射声波在管阵列中的传播特性研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均己在文中■明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：＾，年多月７／／Ｊｒ日华北电力大学硕±学位论文使用授权书《斜入射声波在管阵列中的传播特性研究》系本人在华北电力大学攻读硕ｉ学位期

5、间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印。件和电子版本，允许论义被查阅和借阅本人授权华北电力大学，可Ｗ采用影印、。缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容＾’本学位论文属于４‘ｖ（请在＾＜上相应方框内打）；保密□，在年解密后适用本授权书不保密分１＾＇＾作者签名：日期／裏毒＜＾；年３月成

6、Ｊ导师签名日期；月麻华北电力大学硕士学位论文摘要针对于电站炉内换热器管道换热效率低以及泄漏检测定位问题，目前比较有效且具有发展潜力的解决手段是声学应用法。利用声波的基本原理——引起质点的振动，直接作用附着在管壁上的灰尘，使其振动从管壁脱落；利用泄漏喷口固有的喷流噪声辐射声场声信息来对泄漏故障进行监测和定位。但是，由于换热器管阵列空间排布复杂、炉内固有的非均匀高温场和负压环境以及泄漏喷流噪声辐射特性复杂多变等因素均会对声传播路径产生影响，因此，对炉内声传播特性的研究是必要的。本文主要以声波入射角

7、度对声波在换热器中传播特性的影响。本文基于声子晶体理论，结合Bragg定律研究入射角度对管阵列中声传播透射特性的影响。使用COMSOL有限元软件对电站锅炉管阵列进行数学建模和仿真计算，计算声波以不同角度入射到管阵列后的声传播特性，并给出管阵列的声压级插入损失与声波入射方向、声波所经过管排数的关系。本文的研究内容主要包括五个方面：一、研究声波倾斜入射后，沿着管排方向上声传播特性；二、调节管排结构方向，研究不同入射角度下的声波透射特性；三、研究声波以非零度角入射时，管排数对声波透射特性的影响；四、管阵

8、列宏观拓扑结构是正方形，管排结构与入射波呈45°时，会在带隙边缘出现驻波现象；五、搭建实验平台，进行实验测量。所得研究结果：声波沿管排结构方向传播时，其第一主带隙频率段中心位置不随倾斜角度的变化为改变，但是，第二次级带隙中心位置会随着斜入射角的增大而向低频移动，其他带隙也均有相应的变化；在管阵列宏观拓扑结构一定时，沿波矢方向上的声透射率会随着斜入射角度的改变有着明显的变化，第一带隙中心向高频移动，透射率增大，第二带隙中心位置向低频移动；入射声波为15度角时，在禁带处的插入损失量会随