功能梯度材料与结构的波动力学

本项目旨在系统研究功能梯度材料与结构的波动力学，建立针对功能梯度材料特点的波动力学理论模型，在此基础上发展高效可靠的数值计算方法和超声检测技术。主要内容包括：研究功能梯度介质中各种体波和导波控制微分方程的解析、半解析或数值求解方法，揭示波在功能梯度介质表面或界面传播、反射、折射的规律，以及功能梯度介质中的各种缺陷（裂纹、空洞、夹杂等）引起的波散射的规律，研究波在功能梯度平板和圆筒等特殊结构中传播的频散特征；建立基于相空间的功能梯度材料与结构波动分析的哈密顿变分原理以及相应的有限元离散模式，探讨高效可靠的时域和频域计算方法，并进行相应的软件设计、编制和验证，在此基础上进行复杂功能梯度结构动力学响应的数值分析；以功能梯度材料的压电超声检测技术和激光超声检测技术为应用背景，研究多场耦合条件下功能梯度材料中超声波的传播规律以及简便实用的反演理论分析模型和数值计算方法。