Насущные проблемы акустической разведки

Уважаемые господа! Я хочу присоединиться к Вашей дискуссии. Тема – архиважная, однако состояние обсуждения напоминает «сильно тяжелую и мутную воду». Надеюсь улучшить это состояние, предложив различные темы обсуждать в определенном порядке… Претензии на «дележ денег» отдельно, делимся знаниями и приводим их в порядок – отдельно. Начнем с последнего. Много посетителей форума читают материалы диспута в надежде усилить свои знания. Я один из них. То, что я скажу, выполнено в разговорном стиле. Для более строгого изложения прошу посетить мой форум: http://groups.google.ru/group/advanced-acoustic-wave-theory. Там основные принципы не требуют специальной подготовки (достаточно двух семестров инженерного вуза). Правда, последствия этих знаний для их развития требуют и большого трудолюбия, и раскованности сознания и фантазии. Впрочем, для охотников за знаниями это стандартные качества. Давайте в споре даже не намекать на слова типа «неуч» и т.д. Не знать что-то - это не стыдно. Стыдно не хотеть знать! Что касается «теорий» будто бы объясняющих некоторые факты, то и они со временем должны меняться и меняются вечно. Иногда стоит, наконец, отказаться от радостных формулировок, сделанных двадцать лет назад, и честно принять более совершенную мысль и направление. Всем нам очевидно, что осью нашей дискуссии являются работы Адама Григорьевича Гликмана. Я считаю, что он – ученый, эксперимен¬татор от бога. Конечно, его опыты еще будут повторять с большей точностью, но он, выполняя свои эксперименты, на тот момент достиг потенциального максимума в смысле точности, энтузиазма и трудолюбия. Его экспериментальные результаты – это серьезная основа для ревизии теоретической акустики, которая толи была создана сто лет назад, толи вообще не создавалась. Вместо честного, а главное заинтересованного анализа , все спорящие стороны «воду вокруг намутили», скажем так. Сто лет назад сегодняшние проблемы акустики даже не формулировались. Просто сегодняшние шаманы взяли на вооружение риторику тех времен и успешно приватизировали себе право безоговорочно, соблюдая личную выгоду, решать, что в науке правильно, а что нет. Видимо, это объективное (может и бессмертное) зло. Лекарство от него - приобретение знаний о мире всеми людьми. Для участников нашего форума это постоянное совершенствование и популяризация современных знаний по акустике. Сейчас (для экономии времени), я хочу высказать свое мнение только о некоторых, самых важных утверждениях Адама Григорьевича. 1) При акустическом зондировании твердой среды мы имеем дело с колебательной системой. Верно! Но на самом деле этих колебательных систем бесконечно много. Все эти колебательные системы абсолютно уникальны для каждого отдельного случая (образца среды: кирпич, земля, луна … ) Эти системы называются модами колебаний. Посетив форум http://groups.google.ru/group/advanced-acoustic-wave-theory , читатель найдет более строгое, физически корректное описание этих систем, которые получили название «набора собственных функций среды». Это безразмерная векторная функция от пространственной координаты F(r). Собственным функциям соответствуют собственные числа, которые и определяют временную эволюцию поля упругих колебаний. Адам Григорьевич активно протестует против слова «интерференция». Но это всего лишь термин. Давайте его вообще не будем применять. Есть и другие слова: «Взаимодействие, суперпозиция ..». Я полностью поддерживаю мнение Адама Григорьевича, что не может короткий импульс, отражаясь от границ, сформировать квазигармоническое колебание. Но, внимание, короткого импульса внутри среды никогда нет. Импульсный характер имеет сила, приложенная к какой - то точке образца. От этого воздействия возбуждаются все моды. И мы наблюдаем именно тот результат, который описывает Адам Григорьевич. Обойдемся без нелюбимого нами слова. 2) Метод ССП, предложенный Адамом Григорьевичем, проверен на практике. Этот метод уже заслужил свой авторитет. В этом месте у меня кругозор невелик. Но я думаю, что он чемпион по эффективности в своем круге задач. Наверняка методика развивается и будет развиваться. Даже не важно имеется ли полное теоретическое исследование эффектов, которые используются в этом методе. Есть простое объяснение с применением понятий добротность и резонанс. Для заказчиков исследований это можно считать правильным объяснением. Для нашей беседы мне хочется обсудить это более тщательно. Давайте уточним, что при исследовании поля упругих колебаний мы должны измерять для отдельных частиц среды смещения и скорости. Заметим, не давление, не компоненты тензора деформаций, не ускорения или другие измеряемые параметры. Для особых параметров теорию надо бы преобразовать к соответствующим размерностям и учесть то, что через эти параметры не выражаются кинетическая и потенциальная энергия частиц среды. В этом случае при составлении уравнения понадобится функция, описывающая состояние среды, что вообще только запутает ситуацию… Кстати, надо бы спросить «шаманов», что они рекомендуют измерять. Да вряд ли они измеряют лично. Просто у них есть верующие… Но каждый человек должен испытывать потребность либо пополнять свои знания, либо не мешать другим это делать. Теперь о резонансе. Каждая мода колеблется независимо от других. Часть внешней силы, воздействующая на моду «в фазе», увеличивает энергию моды (затрачивается работа). Если сила действует в противофазе – энергия моды уменьшается. В этом смысл явления резонанса. Про добротность нужно говорить, учитывая накопление и утечку энергии. Сами сдвиговые явления могут иметь большую величину (приводить к разрушениям), только в том случае в том месте, когда собственная функция среды имеет «пиковое» значение. Моды с малыми индексами при возбуждении той же энергией имеют большую амплитуду колебаний, чем моды более высокочастотные. Что касается добротности отдельной моды, то в терминах энергии эти добротности одинаковы. Но отдельные объекты в составе среды это более сложные колебательные системы, следовательно, утечка энергии есть и понятие добротности применимо. Что касается источника для возбуждения моды, то его можно поставить и на «другом гребне» собственной функции, расположенного на удалении от разрушаемого объекта. 3) Явление АРП можно попробовать объяснить, опираясь на свойства собственных функций среды. Я этим почти не занимался, так как надо обладать экспериментальными данными, а не просто описанием эффекта. 4) Комплексная арифметика и мнимые эффекты. Чаще всего комплексные переменные возникают в математических выкладках при общем изучении свойств математической модели. Обычно переход в комплексную область, при записи формул, помогает сделать формулы более наглядными и способствуют появлению более точных и общих понятий. Но при «раскрытии скобок» опять получаются знакомые нам, тождественные вещественные выражения. Просто так, по прихоти, нельзя без объективных физических обоснований ставить в соответствие физическим величинам комплексные переменные. Это должно получаться само при корректной манипуляции с математическими формулами. В общем, удачный ввод комплексных переменных способствует выявлению новых знаний при помощи математики. Если мы начинаем работы в комплексной области, то это должно продвинуть наши математические исследования далеко вперед. Мне кажется, что введение понятия о мнимом акустическом явлении некорректно, если основой является произвольное комплексное обозначение некоторого физического параметра. 5) Термин «скорость звука» для сплошной твердой среды вообще не корректен. Не только потому, что определение момента первого вхождения зависит от настройки датчика. Как показано в одной из статей (http://groups.google.ru/group/advanced-acoustic-wave-theory) из точки излучения распространяется большое количество узкополосых волновых пакетов. Каждый пакет имеет форму трехмерного аналога функции Котельникова. Существует бесконечно много пакетов двигающихся почти с любой, наперед заданной, скоростью из некоторого, характерного для данной среды, конечного диапазона скоростей. Скорость распространения пакета зависит от частоты его несущей. Отдельные пакеты можно зарегистрировать узкополосыми датчиками. Такая методика широко применяется для регистрации явлений акустической эмиссии.