孔隙尺度下多孔介质声传播的格子boltzmann数值模拟研究

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1、？．．．－？．．ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＯＩＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士室位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ／＾＼＜ＯＩＩ孔隙尺度下多孔介质声传播的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ数值模拟研究ｔ学科专业ＫＲＩＪＬ曼作者姓名垄虽指导教师—１——华１１教慢．２０５６１＾Ｊ答辩日期－■－：？－？？－．？？－？硕士学位论文孔隙尺度下多孔介质声传播的格子Ｂｏｌｔｚｍａｉｍ数值模拟研究Ｐｏｒｅｓｃａｌｅｓｔｕｄｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

2、ｏｆｓｏｕｎｄｒｏａａｔｉｏｎｉｎｏｒｏｕｓｙｐｐｇｐｍｅｄｉａｂｌａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎｍｅｔｈｏｄｙ作者姓名：李歳昊学科、专业：水声工程学号：２１２０８０２４指导教师：鲁建华完成日期：２０１５年５月大ｉｔ理工大摩ＤａｌｉａｎｅｃｈｎｏｌｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也

3、不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。狂在抑、奸參学位论文题目：ｆｆｔ推作者签名｛：、日期：年月日力我！、大连理工大学硕士学位论文摘要多孔介质声学在科学及工程方面都有着极为广泛的应用，因此它受到人们越来越多的关注。通过对声波在多孔介质中传播机理尤其是微观机理更好的理解，人们可以对于水下噪声进行更好的控制。然而，现如今大部分对多孔介质声学的研究都是从宏观角度出发的一，而微观角度上的研究却很少。本文中，

4、我们应用种介观的方法即多松她格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法从孔隙尺度来模拟声波在多孔介质中的传播，以期获取多孔介质中重要结构参数（孔隙率、弯曲率、颗粒特征尺寸等）与声波自身特性（频率）对于介质中声一。ｌｚｍａｎｎ波透射的影响文中，我们使用种间接的方法，应用格子Ｂｏｔ方法通过模拟分子的扩散过程得到多孔介质的弯曲率。模拟的结果显示不同的固体颗粒形状以及不同排列情况都会对多孔介质的弯曲率的大小产生影响。最后，，通过数值的模拟我们探究多孔介质的长度、孔隙率、弯曲率、固体颗粒的大小形状以及声波角频率的变化对声波透射系数的影响。可以发现，当声波在多孔介质中传播的

5、过程中，多孔介质样品的长度、弯曲率、固体的颗粒的大小及声波本身的频率对声波的透射发挥了重要的作用。由于孔隙率和弯曲率之间的对应关系，孔隙率对声波透射的影响可以被包含在弯曲率对声波透＝－射的影响之中。最终可以获得经验公式，ＢＳＳＴｃｅｘｐ（（＞Ａ（Ｔ）Ｌ＋Ｂ（Ｔ））］，其中Ｔ。［为声波的透射系数，它等于声波透过多孔介质后声压的幅值Ｐ。ｕｔ与入射波声压幅值４之间的比值。Ｃ为与颗粒大小相关的系数，ＡＣＴ）与Ｂ（Ｔ）分别为与弯曲率大小相关的三次方程，其中系数的选择与声波的频率及孔隙内介质的性质有关。同时，模拟的结果显示随着声波频率的逐渐减小，声波

6、的透射系数会达到极限值，该极限值等于当入口端压强为定值时透过多孔介质后的透射系数。关键词：ＬＢＭ孔隙尺度透射；多孔介质；；声波－－Ｉ孔隙尺度下多孔介质声传播的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ数值模拟研究ＰｏｒｅｓｃａｌｅｓｔｕｄｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｏｕｎｄｒｏａａｔｉｏｎｉｎｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｂｙｙｐｐｇｐｌａｔｔｉｃｅＢｏｌｔｚｍａｎｎｍｅｔｈｏｄＡｂｓｔｒａｃｔＳｏｕｎｄｒｏａａｔｉｏｎｉｎｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｓａｉｎｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｄｕｅｔｏｉｔ

7、ｓｗｉｄｅｐｐｇｐｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｂｅｔｔｅｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆａｃｏｕｓｔｉｃｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｎｃｏｍｐｌｅｘｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ，ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｎｏｉｓｅｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｈｉｌｅｍｏｓｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｒｔｅｄｆｒｏｍａｍａｃｒｏｓｃｏｉ