论文部分内容阅读
瑞利波(Rayleigh Wave)沿着弹性半空间自由表面传播,其扰动仅在边界附近且在传播方向上无频散。因为具有这样的性质,通常被用来探测物体表面的缺陷。瑞利波在表面有缺陷的弹性半平面传播,会产生瑞利波的散射问题。弹性动力学的互等定理是求解波散射问题的主要方法。然而,互等定理中有边界积分,对于无穷大半平面问题,会涉及到无穷边界的积分,如何处理好无穷边界积分,这就是本文要解决的问题。对待具体问题的数值计算,通常采用边界元法(BEM)求解无限大半平面散射。如果对于无穷边界积分直接截断而不进行修正,则会产生虚假的反射波,本文修正截断后的边界积分来避免这种问题。首先假设缺陷较远处只有散射后的瑞利波,所以两个截断点的位移为反射和透射系数分别乘以两个传播方向相反的单位瑞利波位移;然后修正无穷边界积分,对两个截断点都要进行修正,将半平面空间划分成两部分(一部分是产生反射波的平面,另一部分是产生透射波的平面),分别用沿坐标轴负方向和沿坐标轴正方向传播的单位瑞利波来模拟实际反射波和透射波,这样可以求出截断点的修正矩阵;最后将截断点的假设位移和修正矩阵代入实际待求公式,解出最终边界位移。采用这种方法,可以缩短截断长度,所以计算单元个数也会减少,从而节省计算时间,但是不会影响计算精度,同时也避免人为截断后产生的虚假反射波,所以得出的反射系数比较精确,这为后续研究做出了充分准备。