椭球面镜声波反射聚焦数值模拟研究

来源：振动与冲击杂志2016年第2期北京时间：

作者：张军，陈鹏，陈正武，赵云，曾新吾

单位：1.中国空气动力研究与发展中心 气动噪声控制重点实验室，四川 绵阳 621000；2.国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙 410073

摘要：据Hamilton线性理论解，给出沿椭球面镜轴线的电弧放电等离子声源(AD-PSS)反射波计算结果，分析由镜面引起的相位变化对中心波、边缘波及尾波传播影响。在聚焦前区中心波压力为正，边缘波、尾波压力为负；聚焦后区则相反。在线性条件下，反射波压力峰值出现于椭球面镜几何焦点，越过焦点后反射波压力幅值迅速衰减。利用有限元软件COMSOL对椭球面镜声反射过程进行数值模拟，揭示反射波传播演化过程及声场分布规律。据KZK方程及等效声源法，分析非线性效应对声传播过程影响。研究表明，非线性效应将使椭球面镜实际焦点位置偏离几何焦点，即正压实际焦点出现在几何焦点后，负压实际焦点出现在几何焦点前；随非线性系数增加正压实际焦点后移，负压实际焦点前移。<br>

关键词：等离子体声源；反射声波；椭球面镜