Numerical simulation of acoustic wave propagation in two-phase variable porous media

Authors

  • Ya.M. Zhileikin
  • Ju.I. Osypik
  • N.I. Pushkina

Keywords:

acoustic wave
two-phase porous media
marine sediments
wave equation
numerical methods
finite differences

Abstract

The propagation of finite-amplitude acoustic waves through two-phase porous media with a spatial variation in porosity is studied. An evolutionary wave equation is derived. The propagation of an acoustic wave is numerically analyzed in application to marine sediments with different physical parameters.


Published

2011-10-10

Issue

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

Ya.M. Zhileikin

Ju.I. Osypik

N.I. Pushkina


References

  1. Hovem J.M. The nonlinearity parameter of saturated marine sediments // J. Acoust. Soc. Am. 1979. 66, N 5. 1463-1467.
  2. Donskoy D.M., Khashanah K., McKee T.G. Nonlinear acoustic waves in porous media in the context of Biot’s theory // J. Acoust. Soc. Am. 1997. 102, N 5. 2521-2528.
  3. Boyle F.A., Chotiros N.P. Nonlinear acoustic scattering from a gassy poroelastic seabed // J. Acoust. Soc. Am. 1998. 103, N 3. 1328-1336.
  4. Городецкая Н.С. Волны в пористо-упругих насыщенных жидкостью средах // Акустичний вистник. 2007. 10, N 2. 43-63.
  5. Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. I. Low-frequency range // J. Acoust. Soc. Am. 1956. 28, N 2. 168-178.
  6. Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. II. Higher-frequency range // J. Acoust. Soc. Am. 1956. 28, N 2. 179-191.
  7. Biot M.A. Generalized theory of acoustic propagation in porous dissipative media // J. Acoust. Soc. Am. 1962. 34, N 9. 1254-1264.
  8. Быков В.Г., Николаевский В.Н. Нелинейные геоакустические волны в морских осадках // Акустический журнал. 1990. 36, N 4. 606-610.
  9. Бахвалов Н.С., Жилейкин Я.М., Заболотская Е.А. Нелинейная теория звуковых пучков. М.: Наука, 1982.
  10. Жилейкин Я.М., Осипик Ю.И., Пушкина Н.И. Дифрагирующие акустические пучки конечной амплитуды в морских осадках // Акустический журнал. 2003. 49, N 3. 360-366.
  11. Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы. М.: Наука, 1973.