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射线追踪方法是一种快速有效的波场近似计算方法,该方法在地震勘探、海洋水声定位、大气追踪等方面有着非常广泛的应用。通过追踪射线的传播路径并计算射线的走时,可以研究射线途经物质的内部结构。与地震勘探、海洋声学和大气声学等领域的研究对象相比较,车间噪声、测井用的声波、试井压力波等都在封闭空间中传播,其声场的边界对声射线的传播影响很大。
本文首先以规则的正方形、矩形和圆形边界封闭区域为研究对象,考虑边界反射回波的作用。第一步,在空间中填充均匀弹性介质,利用反射法追踪声射线的传播路径;第二步,在封闭空间内填充复杂的介质,利用基于Snell定律的射线追踪方法实现二次追踪。有效地解决了封闭区域内射线覆盖率不足的问题,为研究封闭区域内的介质特性提供了详实的数据;在此基础上,以一般边界形状的封闭区域为研究对象,研究了其射线追踪问题,计算并给出了其声场分布、声衰减图像。结果表明,封闭声场的边界形状对射线的传播路径影响较大,边界处的反射回波对研究封闭声场内的复杂介质特性有较大贡献。