电缆排管内瞬态声压传播及局部介质阻抗效应

杨成轩1, 邹爽1, 陈阳1
1上海电力大学
Publié en 2026

为识别电缆排管内积水或高声阻抗障碍对瞬态声波传播的影响,本文在 COMSOL Multiphysics 6.3 中建立二维轴对称压力声学模型。模型以 50 m 长、75 mm 内半径排管为对象,采用 500 Hz 高斯单极子体积流量脉冲作为激励,在声源附近、底部反射测点和中部测试区三类位置提取总声压时程。计算中保持声源、边界、网格、求解步长和后处理方式一致,仅改变中部 1 m 测试区的材料属性及径向占据范围,形成全空气、中部全水、中部等效固体、50% 径向水域和 50% 径向等效固体五种工况。结果表明,0.079 s 的中部直接波、0.149 s 的中部界面返回波和 0.298 s 的 50 m 全长往返波均与声程估算一致。完整高阻抗介质封闭横截面时,早期界面返回显著增强;当介质半径减小为管内半径的 50% 后,轴对称 旋转形成的中心介质仅占横截面积 25%,外围连续空气环带使全长返回波重新增强。研究说明,排管声压时程不能只按峰值大小解释,而应联合材料声阻抗、横截面封闭程度、旁路连通性和多测点到达时间进行判读。

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