Scattering of frequency-modu­lated sound pulse on circular cylindrical thin elastic shell with a slit

Анотація

The non-stationary problem of scattering of the plane sound wave by the elastic circular cylindrical shell empty inside and weakened by an infinitely long linear slit is studied. It is known that in this case the secondary components of the echopulse re-radiated by the circumferential waves of the Lamb type are very weak in comparison with the first, geometrically reflected pulse. At the same time the secondary pulses carry information about the material of shell and place location of defect in it. The sinusoidal frequency-modulated pulse of the finite duration in the incident wave and cross-correlation function are used for amplifying of the amplitudes of these components of echo-signal. The classification of arrival times of pulses re-radiated by circumferential waves after their reflection from the edges of slit in the shell is performed. The numerical calculations are carried out for the case of the stainless steel shell immersed in the sea water.

Розглядається нестаціонарна задача розсіяння плоскої звукової хвилі тонкою пружною круговою циліндричною оболонкою, порожньою всередині і послабленою безмежно довгою лінійною щілиною. Відомо, що у цьому випадку вторинні компоненти ехо-сигналу, перевипромінені периферійними хвилями типу Лемба, дуже слабкі за амплітудою порівняно з першим, геометрично відбитим імпульсом. Разом з тим вторинні імпульси несуть інформацію про матеріал оболонки і місце розташування дефекту в ній. Для підсилення амплітуд цих компонентів ехосигналу використано синусоїдальний частотно-модульований імпульс скінченної тривалості в набігаючій хвилі і функцію крос-кореляції. Проведено класифікацію часів приходу імпульсів, перевипромінених периферійними хвилями після їхнього відбиття від берегів розрізу в оболонці. Числові розрахунки виконано для випадку стальної оболонки, зануреної в морську воду.

Piddubniak O. P., Piddubniak N. G. Scattering of frequency-modulated sound pulse on circular cylindrical thin elastic shell with a slit // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 2017. – 60, № 4. – С. 152–161.

Translation: Piddubniak O. P., Piddubniak N. G. Scattering of frequency-modulated sound pulses on a circular cylindrical thin elastic shell containing a slit // J. Math. Sci. – 2020. – 247, No. 1. – P. 191–201. – https://doi.org/10.1007/s10958-020-04796-z