در این مقاله، پیشینه ی تحقیق حاکم بر انتشار موج مهاجم برون صفحه ی SH در یک محیط الاستیک خطی ناهمسان اورتوتروپ با تکیه بر عوارض توپوگرافی به عنوان مطالعه ی موردی پرداخته شده است. ضمن اشاره ی مختصر به مبانی الاستیسیته ی مصالح ناهمسان و معادله ی موج اسکالر، در ادامه ادبیّات فنّی توابع گرین مستخرج در حل مسأله مزبور ارائه شده است. با تقسیم بندی رویکردهای تحلیل مسأله به سه دسته روش تحلیلی، نیمه تحلیلی و عددی، مطالعات مربوطه در هر دسته طبقه بندی و به ترتیب توسعه معرفی شده است. به لحاظ تناسب و گسترش روش اجزای مرزی در تحلیل مسائل انتشار موج به ویژه عوارض توپوگرافی، این روش براساس دو فرآیند فرمول بندی محیط کامل و نیم فضا تمییز شده و ادبیّات منوط به تفکیک در دو محیط ایزوتروپ و اورتوتروپ بسط داده شده است. این نوشته به عنوان نقطه ی آغازین به کلیه ی محققان و پژوهشگران علاقه مند به حوزه ی تحلیل لرزه ای ساختگاه همسان و ناهمسان پیشنهاد می شود.

مفهوم انتشار موج برگشتی توسط روش معکوس در حال توسعه است بطوریکه بتوان پارامترهای اکوستیکی بافت و مواد را با استفاده از اندازه گیری میدان صوتی برای یک فرستنده و گیرنده صوتی معلوم بدست آورد. تکنیک فوق متکی برای اندازه گیری حساسیت روش معکوس انتشار موج برگشتی بیان شده است که توسط آن می توان پارامترهای صوتی مدل را که حساسیت نسبتا ضعیفی دارند را برآورد کرد. مقاله حاضر بطور تئوریک نشان می دهد که حساسیت را می توان توسط یک فاکتور حساس و با استفاده از فرآیند تنظیم فاز اندازه گیری نمود. مقاله همچنین نشان می دهد که با افزایش فاکتور حساسیت، رزلوشن فضایی انرژی سیگنال موج برگشتی که در محل منبع معلوم متمرکز شده، افزایش می یابد. این نتایج منجر به تعریف معیاری بر اساس توزیع فضایی انرژی سیگنال اطراف محل منبع خواهد شد. معیار فو، بر اساس واریانس فضایی میدان فشار برگشتی در پنجره های اطراف محل منبع معلوم، فرموله می شود. استفاده از روش فوق منجر به تخمین پارامترهای انواع مدل اکوستیکی مانند برآورد عمق مواد، بافت، آب، سرعت تراکمی صوت در لایه ها و چگالی مینرال در نواحی الاستیک- اسفنجی خواهد شد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله، با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی متن باز، OpenFOAM انتشار و بالاروی موج سونامی در نزدیکی ساحل توسط موج تنها به عنوان تخمینی از موج سونامی در شرایط مختلف شبیه سازی گردید. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با داده های آزمایشگاهی مقایسه شدند. در ابتدا انتشار و بالاروی موج تنهای بدون شکست و سپس موج تنهای شکسته شده به صورت شبی هسازی عددی دوبعدی مورد بررسی قرار گرفتند. کاهش بالاروی موج تنها در اثر وجود مانع مستغرق در مسیر موج در آزمایشگاه اندازه گیری شد و سپس با شبی هسازی عددی این پدیده، میزان اعتبار نتایج و دقت شبیه سازی عددی در شرایط آشفتگی در جریان بر اثر شکست موج و یا وجود مانع در مسیر جریان مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که وجود مانع مستغرق می تواند تا 19/7 درصد بالاروی را کاهش دهد. همچنین نرم افزار OpenFOAM نشان داد که با دقت قابل قبولی توانایی شبیه سازی عددی انتشار و بالاروی موج و همچنین تغییرات ارتفاعی سطح آزاد آب در شرایط مختلف را دارد.

اصولا برونیابی میدان موج بر مبنای حل معادله موج یکی از مراحل مهم مدل سازی لرزه ای بوده و نیازمند دقت بسیار بالایی است. برونیابی میدان موج توسط روش های مختلف عددی از جمله روش تفاضلات محدود به عنوان یک روش سنتی و مرسوم انجام می شود. از جمله محدودیت های روش تفاضلات محدود کاهش دقت و پراکندگی عددی با بزرگ تر شدن فواصل زمانی (t∆ ) است. یکی از راهکارهای حل این مشکل استفاده از انتگرال گیر های ترکیبی است که با توجه به نوع ساختار آنها زمان محاسبات را کاهش داده و با افزایش فواصل زمانی دچار پراکندگی عددی نشده و دقت آن به نسبت روش تفاضلات محدود بیشتر است. از این رو در این مقاله ابتدا با استفاده از روش اویلر یک انتگرال گیر ترکیبی برای برونیابی میدان موج معرفی می شود. سپس برونیابی میدان موج برای یک فاصله زمانی به نسبت بزرگ در قالب یک مدل ساده برای هر دو روش تفاضلات محدود و روش ترکیبی اویلر نشان داده شده است که بیانگر برونیابی میدان موج با کیفیت بهتر است. در نهایت دقت برونیابی هر دو روش با هم مقایسه شده است که نشان از دقت بسیار بالاتر روش ترکیبی اویلر دارد.

انتشار امواج غیرخطی از جمله امواج یون صوتی، الکترون صوتی، غبار صوتی و ... در شرایط مختلف تعادلی و غیرتعادلی موردمطالعه قرار گرفته است. در این میان، مطالعه و بررسی این امواج در پلاسمای مغناطیده به دلیل تأثیر میدان مغناطیسی خارجی بر پلاسما با زوایای مختلف انتشار موج، از جذابیت زیادی برخوردار است. مطالعات گسترده ای در مورد انتشار امواج صوتی در پلاسمای مغناطیده وجود دارد که نشان می دهد زمانی که شدت میدان مغناطیسی ثابت است، انتشار موج صوتی با نمایه سالیتونی و به شکل پایدار در پلاسما رخ می دهد. در واقع میدان مغناطیسی یکنواخت در نوسان ذرات پلاسمایی برای ایجاد مناطق رقیق و متراکم و نهایتاً انتشار موج دخالتی ندارد و به همین دلیل موج سالیتونی هارمونیک در پلاسما منتشر می شود. ما قبلاً با عواملی نظیر گرمایش، برخورد ذرات و ویسکوزیته که باعث اختلال در نوسان ذرات در پلاسما می شوند، آشنا شده ایم. در این شرایط انتشار موج صوتی به شکل سالیتونی نخواهد بود و موج ضربه ای ظاهر می شود. از سوی دیگر می دانیم که در شرایط واقعی، میدان مغناطیسی حاکم بر پلاسمای آزمایشگاهی مانند توکامک و همچنین پلاسماهای اخترفیزیکی و فضایی به هیچ وجه یکنواخت نیست. به عنوان یک مثال واقعی، شدت میدان مغناطیسی زمین از nT 30000 در عرض جغرافیایی 0 و طول جغرافیایی 60+ تا nT 45000 در عرض جغرافیایی 10 و طول جغرافیایی 90+ که در آن میدان مغناطیسی تقریباً افقی است، تغییر می کند. بنابراین مطالعه اثر میدان مغناطیسی غیر یکنواخت جالب خواهد بود. برای این منظور، ما یک مدل پلاسمای مغناطیده یون-الکترون را در نظر گرفته و در حالی که شدت میدان مغناطیسی در نقاط مختلف پلاسما یکسان نیست، رفتار موج یون صوتی را به صورت عددی بررسی کردیم. از روش Runge-Kutta مرتبه دوم استفاده کرده و به منظور سهولت در محاسبات، جهت میدان مغناطیسی را ثابت فرض کردیم. از روش مذکور برای حل عددی معادلات اساسی موج یون صوتی استفاده کرده و نشان دادیم که رفتار پایدار موج سالیتونی در حضور میدان مغناطیسی غیریکنواخت دچار اختلال می شود و در این حالت موج به صورت موج ضربه ای انتشار می یابد. اکنون می توان میدان مغناطیسی غیریکنواخت را به همراه عواملی مانند ویسکوزیته، گرمایش و ... به عنوان منبع جدید تولید موج ضربه ای در پلاسما معرفی کرد. این موضوع با در نظر گرفتن خاصیت برخوردی و فرکانس های ژیروسکوپی ذرات نیز قابل بررسی و مطالعه است. مطمئناً در این شرایط تأثیر میدان مغناطیسی غیریکنواخت می تواند متفاوت باشد. این چالش را همچنین می توان برای سایر امواج صوتی در مدل های دمایی و چگالی مختلف، پلاسماهای غیر حرارتی متنوع و سایر ویژگی ها در پلاسماهای اخترفیزیکی و آزمایشگاهی دنبال کرد.

0