Scattering problems in 2D space within the Rayleigh regime

• Autorzy: Sikora, Jan

Warianty tytułu

PL

Problemy rozpraszania w przestrzeni 2D w reżimie Rayleigha

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the application of the classic method of boundary elements to analyse the scattering problems of acoustic waves by a rigid object with a circular cross-section in 2D space is presented. The analysis is presented on the example of a flat wave falling on an object along the x-axis positive direction. The accuracy of the solution for two different cases meeting the Rayleigh regime was analysed. The criteria that must be met in order to expect a reliable solution are provided.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie klasycznej metody elementów brzegowych do analizy problemów rozpraszania fal akustycznych przez sztywny obiekt o przekroju kołowym w przestrzeni 2D. Analizę przedstawiono na przykładzie fali płaskiej padającej na obiekt zgodny z dodatnim kierunkiem osi x. Przeanalizowano dokładność rozwiązania dla dwóch różnych przypadków spełniających wymagania reżimu Rayleigh’a. Podano kryteria jakie muszą być spełnione, aby można było oczekiwać wiarygodnego rozwiązania.

Słowa kluczowe

PL

metoda elementów brzegowych; akustyka; równanie Helmholtza; reżim Rayleigh’a

EN

boundary element method; acoustics; Helmholtz equation; Rayleigh regime

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 2
• Strony: 173--177
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Sikora, Jan

• Research & Development Centre Netrix S.A., Związkowa 26, 20- 148 Lublin, Poland,
• University of Economics and Innovation in Lublin, ul. Projektowa 4, 20-209 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Abramowitz M., Stegun I.A., Handbook of mathematical functions with formulas, graphs and mathematical tables. John Wiley, New York, (1973).
• [2] Akylas T.R., Mei C.C., I-campus project School-wide Programon Fluid Mechanics Modules on Waves in fluids. Chapter Five of Reflection, Transmission and Diffraction. http://web.mit.edu/fluids-modules/waves/www/c-index.html
• [3] Baynes A.B., Scattering of low-frequency sound by compact objects in underwater waveguides, Naval Postgraduate School, Monterey, California, PhD Dissertation, 2018.
• [4] Becker A.A., The boundary Element Method in Engineering. A complete course. MCGraw-Hill Book Company, 1992.
• [5] Rymarczyk T., Kłosowski G., Hoła A., Sikora J., TchórzewskiP., Skowron Ł., Optimising the Use of Machine Learning Algorithms in Electrical Tomography of Building Walls: Pixel Oriented Ensemble Approach, Measurement, 188 (2022), 110581.
• [6] Koulountzios P., Rymarczyk T., Soleimani M., Ultrasonic Time-of-Flight Computed Tomography for Investigation of Batch Crystallisation Processes, Sensors, 21 (2021), No. 2, 639.
• [7] Kłosowski G., Rymarczyk T., Niderla K., Rzemieniak M., Dmowski A., Maj M., Comparison of Machine Learning Methods for Image Reconstruction Using the LSTM Classifier in Industrial Electrical Tomography, Energies 2021, 14 (2021), No. 21, 7269.
• [8] Rymarczyk T., Król K. Kozłowski E., Wołowiec T., Cholewa Wiktor M., Bednarczuk P., Application of Electrical Tomography Imaging Using Machine Learning Methods for the Monitoring of Flood Embankments Leaks, Energies, 14 (2021), No. 23, 8081.
• [9] Majerek D., Rymarczyk T., Wójcik D., Kozłowski E., Rzemieniak M., Gudowski J., Gauda K., Machine Learning and Deterministic Approach to the Reflective Ultrasound Tomography, Energies, 14 (2021), No. 22, 7549.
• [10] Kłosowski G., Rymarczyk T., Kania K., Świć A., Cieplak T.,Maintenance of industrial reactors supported by deep learning driven ultrasound tomography, Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability; 22 (2020), No 1, 138–147.
• [11] Gnaś, D., Adamkiewicz, P., Indoor localization system using UWB, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No. 1, 15-19.
• [12] Styła, M., Adamkiewicz, P., Optimisation of commercial building management processes using user behaviour analysis systems supported by computational intelligence and RTI, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No 1, 28-35.
• [13] Korzeniewska, E., Krawczyk, A., Mróz, J., Wyszyńska, E., Zawiślak, R., Applications of smart textiles in post-stroke rehabilitation, Sensors (Switzerland), 20 (2020), No. 8, 2370.
• [14] Sekulska-Nalewajko, J., Gocławski, J., Korzeniewska, E., Amethod for the assessment of textile pilling tendency using optical coherence tomography, Sensors (Switzerland), 20 (2020), No. 13, 1–19, 3687.
• [15] Colton, D., Kress, R., Integral Equation Methods in Scattering Theory, Springer, 1993.
• [16] Jabłoński P., Engineering Physics – Electromagnetism, Częstochowa University of Technology, 2009.
• [17] Kirkup S., The Boundary Element Method in Acoustics, Book in Journal of Computational Acoustics, January 2007.
• [18] Kirkup S., The Boundary Element Method in Acoustics: A Survey, Article in Applied Sciences, April 2019, DOI: 10.3390/app9081642
• [19] Lynott G.M., Efficient numerical evaluation of the scattering of acoustic and elastic waves by arrays of cylinders of arbitrary cross section, University of Manchester, School of Natural Sciences, Department of Mathematics, Thesis of Doctor of Philosophy, 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.02.31