Исследование акустического рассеяния от пары звуконепроницаемых сфер при внешнем воздействии

В работе представлена обобщенная математическая модель и проведены численные исследования задачи акустического рассеяния от двух звуконепроницаемых сфер (случай твердых сфер) с произвольным акустическим импедансом при прохождении сферической волны от монопольного источника излучения, произвольно расположенного в пространстве. Случай двух сфер представляет практический интерес, поскольку, с одной стороны, рассеянные поля от сфер взаимодействуют друг с другом, а с другой стороны, взаимодействие является достаточно простым для того, чтобы его можно было подробно исследовать. При решении уравнений Гельмгольца используется численная техника, основанная на быстром методе мультиполей, которая позволяет достичь высокой точности получаемых результатов при минимальных затратах машинного времени. Тестирование алгоритма проведено на основе известных из литературы расчетных данных функции отклика на поверхности одной из сфер в случае, когда ось, соединяющая монопольный источник излучения и центр первой сферы, перпендикулярна оси, соединяющей центры двух сфер. Исследовано распределение давления вокруг сфер для различных значений расстояния между центрами сфер и произвольного расположения монопольного источника излучения в пространстве. Показано, что при определенных параметрах системы наличие второй сферы может привести к появлению зоны повышения или понижения давления. Полученные результаты в дальнейшем позволят провести обобщения математической модели на случаи акустического рассеяния от пары звукопроницаемых сфер (случаи газовых пузырьков или жидких капель) и множества сфер (как коаксиально, так и произвольно расположенных в пространстве), а также могут использоваться для проведения тестовых расчетов при верификации численного решения данных обобщенных задач.