Technische Universiteit Delft
Akoestiek
26 april 2005 door M&C
Promotie van dhr. G.E. Chao: "Dispersive surface acoustic waves in poroelastic media"
10 mei 2005 | 15:30:00
plaats: Aula TU Delft
hr. G.E. Chao | licenciado en ciencias fisicas U. Buenos Aires Argentinië
promotoren | Prof.dr.ir. J.T. Fokkema (fac CiTG) en Prof.dr.ir. M.E.H. van Dongen (TU Eindhoven)
toeg.prom. | Dr.ir. D.M.J. Smeulders (UHD-fac CiTG)
Dispersive surface acoustic waves in poroelastic media
In dit proefschrift wordt verslag gelegd van een theoretisch en
experimenteel onderzoek naar de dispersieve eigenschappen van akoestische
oppervlaktegolven in poro-elastische materialen. Een numerieke studie is
uitgevoerd naar de invloed van de verzadigingsgraad van de poriën op de
oppervlaktegolven voor rechte en cilindervormige oppervlakken. De
theoretische formulering is hierbij gebaseerd op het tweefase model van
Biot, dat de frequentieafhankelijke wrijvingsaspecten tussen vloeistof en
korrels in rekening brengt. Door een schok opgewekte golven zijn gebruikt om
bij waterverzadigde poreuze materialen de theoretische bevindingen
experimenteel te onderbouwen. In een breed frequentiespectrum (100 Hz - 200
kHz) zijn de eigenschappen van de pseudo-Stoneleygolf in een boorgat in een
poreus gesteente bestudeerd met behulp van verplaatsingspotentialen. De
invloed van de permeabiliteit op de fasesnelheid, demping, radiale
verplaatsing en poriedruk is onderzocht, en de bijdrage van de verschillende
volumegolven aan de gemiddelde radiale verplaatsing is in het
frequentiedomein geanalyseerd. De numerieke resultaten tonen aan dat de
permeabiliteitsafhankelijkheid bij lage frequenties wordt veroorzaakt door
de langzame volumegolf van Biot, doordat deze een relatief grote bijdrage
heeft in de verplaatsingen en drukken veroorzaakt door de
pseudo-Stoneleygolf. Een vergelijking tussen experimentele waarden en
numerieke berekeningen toont aan dat de oscillerende vloeistofstroming aan
het boorgatoppervlak het belangrijkste verliesmechanisme voor de
pseudo-Stoneleygolf vertegenwoordigt, en dat dit goed wordt beschreven door
de theorie van Biot bij frequenties lager dan 40 kHz. Bij hogere frequenties
is er sprake van systematische onderschattingen door de numerieke
voorspellingen, wat veroorzaakt wordt door verliesmechanismen die in het
model van Biot veronachtzaamd worden.
Voor verder lezen:
* Nonlinear waves, solitons, and chaos by Eryk Infeld and George
Rowlands, 2000
* Scattering of electromagnetic waves: theories and applications by Leung
Tsang, Jin Au Kong and Kung-Hau Ding, 2000
* Surface acoustic waves in inhomogeneous media by S.V. Biryukov, 1995