城市管道泄漏长期以来是供水系统的致命难题,管道发生泄漏的原因有很多种,例如环境因素、人为因素,材质因素等。塑料管道泄漏检测主要基于声学检测,该检测方法的相关研究与应用仅考虑了埋地管道单点泄漏情况下,然而并未考虑到管道存在暗漏时不及时处理,长期的泄漏会导致管道周围介质发生变化,导致检测结果产生误差。结合埋地供水管道单泄漏信号的理论研究,论文基于互相关时延算法,分析了水下充液管道发生单、多源泄漏时,塑料管道的振动特性以及实验研究,主要内容如下:(1)梳理n=0流体波声学特性,结合互相关时延算法,建立了水下充液管道单泄漏信号理论模型,根据泄漏源特性,建立了水下充液管道多泄漏信号理论模型,并求解出对应的互功率谱密度函数;(2)结合实际工程应用,建立了存在反射波时的泄漏信号理论模型,分析反射波对单、多源泄漏信号的影响,总结泄漏源与反射面之间的位置关系;(3)通过COMSOL Multiphysics多物理场耦合有限元分析软件,仿真分析了水下管道存在单源泄漏与多源泄漏的两种情况,得到了管道的振动位移的应力图以及相位图,验证了理论模型的准确性;(4)采用B&K声学测试软件,搭建实验台进行了水下管道泄漏实验,并通过MATLAB软件验证分析了泄漏信号在水下的传播特性;基于实验测试,进一步探究了不同泄漏条件下(如孔径的大小、管内水压的大小等),充液管道泄漏信号的声学特性。基于以上研究,发现:泄漏信号的波速远远低于声波在自由水域的波速,故泄漏信号在水下自由场中无法辐射到水体中;泄漏信号近似非频散,其相位与频率近似线性关系,通过相位谱的斜率可求得泄漏信号传播到水听器的时延;由于反射波的影响,多源泄漏信号频响函数相位的斜率小于单源泄漏相位的斜率;管道发生多源泄漏时,多泄漏源可等效为新的单泄漏源,而等效泄漏源的位置受到旧的泄漏孔尺寸的影响,旧泄漏孔尺寸越大,等效新泄漏源与其距离越近。论文的理论研究,为以后的管道多源泄漏检测研究起到了一定的积极作用。图[44]表[1]参[66]