A poroelastic model for ultrasonic wave attenuation in partially frozen brines

Matsushima, Jun; Nibe, Takao; Suzuki, Makoto; Kato, Yoshibumi; Rokugawa, Shuichi

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자료유형: 학술저널

저자정보: Matsushima, Jun (동경대학 대학원 공학계 에너지 자원 프론티어 센터) Nibe, Takao (동경대학 대학원 공학계 에너지 자원 프론티어 센터) Suzuki, Makoto (동경대학 대학원 공학계 에너지 자원 프론티어 센터) Kato, Yoshibumi (동경대학 대학원 공학계 에너지 자원 프론티어 센터) Rokugawa, Shuichi (동경대학 대학원 공학계 연구과 기술경영전략학)

저널정보: 한국지구물리.물리탐사학회 지구물리와 물리탐사 지구물리와 물리탐사 제14권 제1호

발행연도: 2011.1

수록면: 105 - 115 (11page)

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유체를 포함하는 혼합 매질에서의 탄성파 고유 감쇠에 대한 다양한 메커니즘 중, 탄성파 전파 시 고체와 유체 사이에서의 상대적 운동은 가장 중요한 감쇠 메커니즘 중의 하나이다. 선행 연구에서는 얼음의 미세 공극 안에 존재하는 소금물이 초음파의 전파에 미치는 영향을 분석하기 위하여 얼음과 소금물이 공존하는 매질에서 초음파 전파 실험하였다. 부분적으로 동결된 소금물에서 각기 다른 온도에서의 초음파 감쇠의 물리적인 메커니즘을 350 ~ 600 kHz의 주파수 대역에서 규명하기 위하여, Biot 이론에 입각한 다공성의 탄생 모델을 도입하여 초음파의 전파를 측정하였다. 고체상은 얼음으로, 액체상은 소금물로 가정한 뒤 펄스 핵자기공명기술로 측정한 유체의 성질을 이용하여 각각의 온도에서의 공극률을 계산한 결과, 실험으로 측정한 감쇠값은 500 kHz에서 계산된 고유 감쇠값과 다르게 나타났으며 이는 squirt -flow 메커니즘과 파의 산란 효과와 같은 다른 감쇠 메커니즘도 고려해야 한다는 것을 의미한다.

#탄성다공 #부분 동결된 소금물 #초음파 감쇠 #감쇠 메커니즘 #Biot 이론

참고문헌 (48)

참고문헌 신청

Berryman, J. G / 1980 / Confirmation of Biot’s Theory / Applied Physics Letters 37:382~384

Biot, M. A / 1956 / Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated porous solid, I. Low-Frequency Range and II. High-Frequency range / The Journal of the Acoustical Society of America 28:168~191

Burridge, R / 1981 / Poroelasticity equations derived from microstructure / The Journal of the Acoustical Society of America 70:1140~1146

Callaghan, P. T / 1999 / A nuclear magnetic resonance study of Antarctic sea ice brine diffusivity / Cold Regions Science and Technology 29:153~171

Carcione, J. M / 2001 / Wave simulation in frozen porous media / Journal of Computational Physics 170:676~695