一种声传播机理演示与分析

给出一种可有效演示纵波传播的物理过程及不同媒质中声速不同的演示实验,并从理论上对该演示进行了分析。     

弹性管的回波模式分析及参数重构

本文采用射线声学的方法分析了弹性管声散射的正问题，并研究了逆问题，用Ｂ—Ｆ扫描算法重构出管的内、外径及管壁的横波、纵波声速和管内媒质的声速，相对误差均小于８％。     

血液中声参量测量值与混合定则的比较

本文测量了猪、羊、牛血液的声速和非线性声参量以及血液中水、蛋白质、脂肪的含量.把结果与Apfel和Sehgal声参量混合定则作了比较.指出两个混合定则能够反映血液声参量与其水、蛋白质、脂肪含量的关系,但在精确定量上与实验尚有距离.     

聚焦超声波在层状生物媒质中的二次谐波声场的理论与实验研究

基于Khokhlov-Zabolotkaya-Kuznetsov(KZK)方程，在频域提出了聚焦超声波在层状生物媒质中传播的理论模型，该模型计及生物媒质的吸收、非线性和边界，同时考虑声源的衍射对声传播的影响.数值研究了聚焦超声波的基波和二次谐波在层状生物媒质中的声传播，并与实验结果相比较.研究结果表明，此方法可以有效地描述聚焦超声波在层状生物媒质中的二次谐波声场. 关键词： 聚焦超声波 层状生物媒质 二次谐波     

简易超声干涉仪的安装

媒质中声速的测量具有重要的实际和理论意义。在测量液体声速的近代方法中,超声干涉仪比较简单,精度高并应用广。 干涉仪测声速的基本原理是:在被测液体中,当超声辐射板与反射板之间的距离发生相对变化时,超声辐射板的阻抗将随之周期改变,从而可以直接确定声波波长λ,然后再乘以已知的超声频率υ,即可求得声速v=λυ。     

超声波声速测量的拓展实验

在测量超声波在均匀媒质中传播速度的基础上,利用时差法进行数据测量,并利用Origin软件对数据进行线性拟合得出在复合介质中超声波的声速.     

新型声速测定仪的研制

论述了新型声速测定仪的结构、工作原理和实验内容，阐述了几种测媒质中超声波波速的方法。     

纹肌组织声速各向异性的研究

本文对一般紧密排列的圆柱形纤维结构的二元系统的声速各向异性问题进行了讨论。理论分析表明,对这种系统,不论纤维之间的充填媒质的弹性模量是否大于纤维本身的弹性模量,声波平行于纤维传播的声速总是大于垂直于纤维传播的声速。文章进而把理论分析用于讨论动物的纹肌组织,将纹肌组织看成是由肌纤维组织和肌纤维束膜结缔组织组成的二元体系。计算表明,平行于肌纤维传播声波的声速比垂直传播声速约大12m/s。这一结果为我们的实验数据及其它有关文献上报道的数据所证实,从而揭示了纹肌组织声速各向异性的物理本质。     

改进的热力学方法研究液体非线性声参量 B/A

本文描述一种测量液体及生物媒质非线性声学参量B/A的改进热力学方法,其特点是直接测量绝热过程中传声介质声速随静压力的变化而得到B/A。由于采用了高灵敏度的检相技术,静压力只需改变一个大气压左右,因而避免了传统的热力学方法需要大范围改变温度及压力等缺点。测量了蒸馏水等十一种液体,结果表明此方法可行,系统可靠,精度在5％以内。     

超声相控阵在多层媒质中的声场模式优化

针对超声在多层媒质中的传播特性,引入相位补偿因子并结合遗传算法, 提出了一种可对多层媒质进行声聚焦控制的方法.利用该方法对16×16二维超声相控阵在多层生物媒质中的多焦点声场模式进行了仿真,计算了生物媒质不同厚度层和不同吸收系数时的声场. 结果表明:该方法能优化多焦点声场模式,抑制旁瓣,提高声场增益,将声强最大限度地聚焦在目标区域内; 改变生物组织不同层的厚度和不同层的吸收系数,焦点位置不发生变化,但焦域内的声强会有所变化.     

超声效应与超声刀

超声亦称超声波,是指频率高于人类听觉上限频率(约2×104Hz)的声波,其波长范围约为10-2~10-6m。超声波在媒质中传播时,由于声波和媒质间的相互作用,使媒质发生一系列物理和化学变化,也会出现一系列力学、光学、电学、化学等超声效应。超声产生这些效应的基本作用主要有三个:(1)线性交变的振动作用,是由于媒质在一定频率和声强的超声波作用下作受迫振动,而使媒质质点的位移、速度、加速度以及媒质中的应力等分别达到一定数值而产生一系列超声效应。(2)由于超声振动的非线性而产生锯齿波形效应和各种直流定向力(如辐射压力和平均粘滞力等),并…     

单参数喇叭中的一个共轭关系

在单参数喇叭中各声学量只和一个坐标x有关.记声压为Pe~(jωt),媒质质点的振速为Ue~(jωt),媒质的静态密度为ρ,煤质中声速为c,圆频率为ω,喇叭横截面半径为R,它的倒数为K.分别引入表征声压和振速特性的参量:Π=RP,U=ρcRu,由此得喇叭声阻抗率和ρc的比值为     

偶极子声源在径向厚度有限的模拟地层井孔中激发的声场

利用实轴积分法对偶极子声源在径向厚度有限的模拟地层井孔中激发的声场进行了数值模拟,考察了不同声源、源距、模拟地层半径和最外层吸声介质对井内声场的影响。数值计算结果表明:对于偶极子声源,如果模拟地层为声速较低的泥岩,无论最外层吸声介质为流体还是固体,在源距为3.0～4.064 m时,模拟地层半径为1.2 m就能保证刻度井中的"初至波"不受模拟地层外边界的影响;若要使声波全波列的主要部分不受该界面的影响,则模拟地层的半径需要更大;如果模拟地层为声速很高的白云岩,最外层吸声材料宜使用声阻抗合适的固体介质,即使这样,模拟地层半径还需达到2.6 m。这些结果可为模块地层声速刻度井的构建提供理论参考。     

多色散媒质中辅助差分方程的分析与研究

本文推导了具有多个洛伦兹色散的非线性媒质中光脉冲传输的计算公式,并用此公式模拟了光脉冲在此媒质中的传播,证明了这种方法的有效性和可行性.     

高超声速气动试验模拟现状与面临的新挑战

高超声速飞行器的发展对地面试验模拟提出了新的要求, 但是, 现有条件还不能完全满足这些要求.文章首先回顾和概述了气动研究地面试验所应遵循的一般性相似准则, 分析了现行气动力热和推进试验模拟的不足和所面临的挑战.经分析认为, 面对这些挑战, 现行的主要参数模拟部件相似模拟和局部相似模拟等方法仍然有效, 但应加强相似理论对地面试验的指导和计算对试验的支撑性作用, 并在必要时通过飞行试验对不完全相似模拟结果进行验证与确认.      

深度约束下的声速估算

高精度的声速剖面数据是提高水下定位精度的关键。在无法精确获得声速剖面数据的情况下,该文提出了一种基于深度约束,同时根据浮标与水下目标的空间几何距离进行有效声速估算的方法。通过仿真模拟,将该文提出的方法与加权平均声速法、泰勒级数展开法和等效声速剖面法的定位结果进行对比分析。结果表明,新方法不需要依靠声速剖面数据,通过深度约束可有效地估算出声速值,其定位精度与等效声速结果相当,极大地提高了无声速剖面数据下的水下定位精度。     

基于深度约束的声速估算方法*

高精度的声速剖面数据是提高水下定位精度的关键。在无法精确获得声速剖面数据的情况下,该文提出了一种基于深度约束,同时根据浮标与水下目标的空间几何距离进行有效声速估算的方法。通过仿真模拟,将该文提出的方法与加权平均声速法、泰勒级数展开法和等效声速剖面法的定位结果进行对比分析。结果表明,新方法不需要依靠声速剖面数据,通过深度约束可有效地估算出声速值,其定位精度与等效声速结果相当,极大地提高了无声速剖面数据下的水下定位精度。     

超声波声速测量拓展实验的教学设计

超声声速测量的拓展实验是在测量超声波在均匀媒质中传播速度的基础上,完成基本实验教学任务下,采用探究式的教学方法,让有多余精力并且对科学前沿物理感兴趣的同学去深入学习和研究,了解软凝聚态物质中超声波声速的大小与特性,从而激发他们的求知欲和探索精神。本教学设计探讨了为什么开展拓展实验教学,如何开展教学,以及教学实施的对象和情况,并且通过问卷收集数据来反应这个教学效果如何,最后提出了以后教学设计改进的方向。     

高斯波束在双负媒质中的传播特性分析

 提出了一种基于Drude色散媒质模型的2维TM模时域有限差分法，数值模拟了高斯波束从自由空间垂直入射和斜入射到双负媒质(介电常数和磁导率同时为负)平板后的折射现象，并给出了平板内外的电场强度分布。模拟结果显示：垂直入射时，双负媒质平板对高斯波束具有汇聚作用，通过改变媒质的折射率，可以控制高斯波束通过组合平板的传播时间而不发生衰减；斜入射时，折射波束与入射波束均位于法线的同一侧，高斯波束在双负媒质与空气交界面处发生了负折射。     

负媒质模型的时域有限差分法分析

 负折射率媒质是一种人造媒质，在某一微波波段内其介电常数和磁导率同时为负值。对TE模电磁场满足的麦克斯韦方程组进行数值处理，解决了直接利用时域有限差分方法在Yee’s网格下计算负折射率媒质内部场分布时的数值发散问题。通过数值算例，验证了方法的可行性，模拟了负折射率媒质内部及周围的电磁场分布。