模态耦合对弯管导波传播特性的影响分析

弯管导波频散曲线呈现出特殊的模态耦合现象。在模态耦合区域，导波群速度频散曲线发生突变，一个模态分裂为两个模态。而模态耦合现象对弯管导波传播的影响还不清楚。作者就这一问题开展研究。首先，基于半解析有限元法计算弯管导波频散曲线，确定了导波的模态耦合区域。其次，采用有限元模拟方法，考察激励频率位于模态耦合区域的导波通过弯管时的变化情况。最后，采用频谱分析和频散补偿算法分析了模态耦合对弯管导波传播特性的影响。研究表明，模态耦合并不会因为频谱的缺失而导致导波反射信号增大；模态耦合对弯管导波传播的主要影响是极大地增强了导波信号的频散。