二维固-液有限差分仿真

资 源 简 介

二维固-液有限差分仿真

详 情 说 明

二维固-液有限差分仿真用于研究弹性波在固体与液体交界面处的传播特性，特别是Lamb波的复杂行为。Lamb波作为板结构中常见的导波模式，其频散特性和多模态特性使精确仿真具有挑战性。

核心思路是通过离散化的差分格式求解固体中的弹性波方程与液体中的声波方程。固体域通常采用速度-应力形式的运动方程，而液体域可简化为声压波动方程。在固液界面处需特殊处理边界条件，通常采用应力连续与法向速度匹配原则。

仿真流程通常包含网格划分、时域迭代和边界处理三步。空间上采用二阶或高阶差分近似偏微分项，时间推进采用显式格式如蛙跳法。对于多介质模型，需注意不同材料参数的平滑过渡以避免数值不稳定。

扩展应用中，可引入频散曲线计算模块提取各阶模态，或结合信号处理技术分析透射/反射系数。这种仿真方法在无损检测、海底声学等领域具有重要应用价值。