充液圆管中零群速度模式的初步研究
输油管道是原油和石油产品最主要的输送设备.管道的材料性质和厚度随沉积物堆积或液体腐蚀会发生变化,为了保证工程安全,必须对在役管道进行常规检测.零群速度共振检测法是利用某些导波模式(后退波)在低截止频率处具有零群速度和有限波数的特点,在波导上形成驻波,用共振法测量出材料参数、薄层厚度、粘接质量和微小缺陷的方法.该方法具有局部检测、灵敏度高和快速扫描成像的优点,有望解决大尺寸输油管道的局部无损检测问题.近十年来对零群速度模式的研究集中在板状波导中,在柱状波导中零群速度模式的特性尚不明确,因此本文开展了充液圆管中零群速度模式的理论分析和数值模拟研究,为输油管道检测提供理论基础.本文用数值模拟的方法,获得了充液圆管中导波模式的相速度和群速度频散曲线图、激发强度曲线图以及模式结构图(即位移幅度分量的径向分布图);利用模式耦合原理,分析了液体负载对零群速度导波模式的影响.分析数值结果可知,零群速度模式在充液圆管内外壁上具有较大的位移幅度(形成了零群速度共振峰),具有检测管道内外壁腐蚀和缺陷的应用潜力.
充液圆管 输油管道 质量检测 零群速度模式 数值模拟
崔寒茵 林伟军 张海澜 王秀明
超声物理与探测实验室
国内会议
北京
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444-447
2014-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）