反射式非线性声参量层析成像的研究

非线性声参量Ｂ／Ａ描述了有限振幅波在媒质中传播的非线性特性，有可能成为生物组织定征的新参量。本文提出了利用复合式换能器进行反射式的非线性参量Ｂ／Ａ层析成像的新方法。利用反射二次谐波的传播理论及有限振幅波插入取代法给出了计算机重建Ｂ／Ａ层析像的理论方法。对部分流体及生物组织进行了计算机模拟成像及实验研究，取得了较为满意的结果。     

生物组织的组分和结构特性对非线性超声参量值的影响

非线性声参量是非线性声学的一个重要参量。本文利用有限振幅插入取代法测量了正常的和八种病变猪肝脏组织的非线性参量B/A值。利用混合定律对生物组织的组分进行了分析和预测。结果表明,非线性声参量对生物组织的病理状态反映敏感且B/A值依赖于组织的组分和结构特性的变化。     

有限振幅法研究损耗媒质的非线性声参量

用有限振幅插入取代法研究非线性声参量B/A,对于耗散媒介应计及样品的声衰减,本文在考虑了样品的声衰减和换能器的衍射对测量的影响后推导了非线性参量的修正公式。利用此公式研究了生物样品包括生物流体和动物软组织的B/A值及其与浓度和样品结构的依赖关系。     

牛奶变质的超声非线性定征

本文利用有限振幅声波插入取代法实验研究了牛奶变质过程中非线性参量B／A的变化。变质初始阶段,非线性声参量B／A的值显著增加。结合物理化学性质(PH值和粘度)对实验结果进行了讨论。与线性声参量相比,非线性声参量对牛奶的变质更为敏感,可应用于乳品质量检验及质量控制。     

非线性声参量B/A的参量阵成象

非线性声参量B／A描述了有限振幅声波在媒质中传播的非线性特性,有可能成为生物组织定征的一个新参量,有重要的应用前景。本文在声与声相互作用的理论基础上,研究了参量阵的非线性声参量成象,用滤波边投影算法对无损及损耗样品模型进行了计算机模拟成象,在成象过程中讨论了声波衰减对重建象的影响,并提出了衰减修正办法。     

非线性声参量计算机模拟成像

非线性声参量Ｂ／Ａ是生物组织超声辨认的一个重要的新参量．本文从Ｂｕｒｇｅｒｓ’方程出发分析了有限振幅平面声波在层状介质中的非线性传播理论，并将它用于二次谐波的声成像，利用通常的ＣＴ算法而得的二次谐波数据进行了非线性声参量的计算机模拟成像，用滤波逆投影算法进行图像重建，对简单的样品模型得到了较好的非线性声参量断层图像．     

圆孔非线性声阻抗三维时域仿真与特性分析

为研究有限振幅声波作用下圆孔的非线性声学特性,提出了基于三维时域计算流体动力学(CFD)仿真的圆孔非线性声阻抗提取方法,通过求解层流方程来模拟声信号在圆孔及上下游的传播,以及采用横向周期性边界条件来考虑高穿孔率时圆孔之间相互作用的影响。研究了不同幅值声波作用下孔径、厚度和穿孔率对声阻抗的影响规律,通过对质点振速幅值、频率和板厚等组成的无量纲参量进行非线性回归分析,得到了圆孔非线性声阻抗的拟合公式,并将其转换为可考虑多频声波影响的时域模型。最后结合声阻抗时域模型和有限差分方法计算了直通穿孔管消声器在小振幅和有限振幅声波作用下的传递损失,通过与实验测量结果的比较,验证了拟合公式的准确性和实用性。     

测量液体非线性参量的光声方法

本文描述了一种用光声脉冲测量液体非线性参量Ｂ／Ａ的新方法。用聚焦脉冲激光束通过光击穿机制在液体中激发光声脉冲。在测量距离范围内，光声脉冲声压幅值随传播距离的变化接近球面扩展衰减规律。根据光声脉冲传播一定距离后前沿上升时间的变化，测定了液体的Ｂ／Ａ。和有限束宽的平面脉冲声波相比，用球面脉冲声波可以避免衍射的影响。用此法测量了水的非线性参量，得到了满意的结果。     

非线性声参量成像及其在医学诊断中应用

本文介绍了我们对于反射模式非线性参量B／A的成像技术的研究结果，包括：(1)基于二次谐波的非线性参量层析成像(2)基于参量阵差频波的非线性参量层析成像(3)非线性参量的等深度C-扫成像。利用这三种成像方法对多种生物组织，特别对正常和病变的生物组织进行非线性参量成像。结果表明，非线性声参量成像可以比线性声参量更容易地判别生物组织的病理状态，从而展示了它在医学超声诊断中的应用前景。     

非均匀尘埃等离子体中孤子的传播

运用约化摄动法研究了非均匀尘埃等离子体中孤子的传播情况. 在低阶近似下, 对于小的、但有限振幅的长波振动, 当分界面不连续变化时,孤子在不连续点的反射波与透射波均可由 KdV 方程来描述, 并给出了低阶近似情况下, 对于小的、但有限振幅的长波振动, 当入射波为单孤子时, 反射孤子与透射孤子的个数及其大小;当分界面是有限长度并连续变化时,对于小的、但有限振幅的长波振动, 尘埃声孤波由KdV型方程来描述,并由此给出了准孤子振幅、传播速度等参量在传播过程中的变化. 关键词： 尘埃等离子体 孤子 KdV方程 约化摄动法     

有限长号筒中非线性声传播的数值模拟研究

研究了大振幅活塞声源经有限长号筒向外辐射声波的非线性声学问题。采用具有频散保持特性的高精度计算格式求解了适用于变截面管道的一维非线性声场模型,并考虑到声波的非线性畸变及管口处的声反射,加入了宽频时域声阻抗边界条件。宽频阻抗模型的共轭复数系数采用优化拟合方法近似求解,并采用递推卷积算法快速求解出时域声阻抗。在弱非线性条件下模拟指数形号筒中的声传播取得了与已有实验相一致的结果,表明模型能够描述声波非线性畸变带来的宽频特性。进而采用本模型数值模拟了大振幅活塞声源在双曲形、锥形、指数形和正弦形号筒中的非线性声传播问题,结果表明号筒出口声压级受活塞振动速度、频率以及号筒形状的影响,并分析讨论了波形畸变与号筒几何形状之间的关系。     

有限长号筒中非线性声传播的数值模拟研究

研究了大振幅活塞声源经有限长号筒向外辐射声波的非线性声学问题。采用具有频散保持特性的高精度计算格式求解了适用于变截面管道的一维非线性声场模型,并考虑到声波的非线性畸变及管口处的声反射,加入了宽频时域声阻抗边界条件。宽频阻抗模型的共轭复数系数采用优化拟合方法近似求解,并采用递推卷积算法快速求解出时域声阻抗。在弱非线性条件下模拟指数形号筒中的声传播取得了与已有实验相一致的结果,表明模型能够描述声波非线性畸变带来的宽频特性。进而采用本模型数值模拟了大振幅活塞声源在双曲形、锥形、指数形和正弦形号筒中的非线性声传播问题,结果表明号筒出口声压级受活塞振动速度、频率以及号筒形状的影响,并分析讨论了波形畸变与号筒几何形状之间的关系。      

非线性声参量层析成像与生物组织定征

结合有限振幅插入取代法和计算机层析成像技术提出非线性参量B／A的成像方法，用卷积滤波法可重建非线性参量层析图像．对正常肝和若干种病变的猪肝脏组织（肝硬化、肝炎和脂肪肝等）进行了实验成像．为了便于比较，文中还给出了衰减系数这一线性参量的层析图像．研究结果指出非线性参量B／A成像在生物组织定征中的有效性及在医学诊断中的应用前景．     

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.     

生物流体中声参量效应的研究

本文利用Fenlon理论分析了流体中低频泵浦波与高频弱声波非线性相互作用而产生的参量效应,计算了和差频边带声的声压表式,并由此导出计及媒质衰减时的非线性参量B/A的公式。理论计算表明和差频边带声压幅值随泵浦声压线性地增加,由此提供了一个测量非线性参量的方法,用此方法测量了若干生物流体和混合物的B/A值。     

高声衰减生物媒质非线性声参量的研究

本文应用相对测量法,并加入衰减与衍射修正,测量与研究了高声衰减生物媒质的非线性声参量B/A。结果表明:心、肝、脾、肾、肌肉组织的B/A值为7左右;尿液、胆汁等水样液体的为6左右;脂肪组织的在9.6以上。分析了脂肪组织非线性声参量较大的原因,认为是由于其组织成份中类脂化合物较多所致。另外,结合本研究,讨论了Ichida等人对脂肪组织非线性声参量的研究结果。     

各向同性固体界面非线性反射的实验研究

实验测量了SV波入射到玻璃-空气,玻璃-铁、铜、铝界面上时反射的二次谐波SV波,研究了非线性反射效率与入射角以及材料的线性和非线性特性的关系,发现在某些入射角下,反射的二次谐波会有较大的振幅,报道了实验结果并和理论进行了比较。     

人体组织中的超声传播参量B/A

本文应用相对测量方法,用水做参考介质,测量了人的心、肝、肾、脑、皮肤、肌肉、胃、淋巴结、乳腺癌、胆囊、恶性肿瘤、肝癌等正常与非正常离体组织的超声传播参量——非线性参量、声衰减及声速等。收集了已发表的各种组织的非线性参量数据,并作了比较,讨论了非线性参量与组织成份及声速之间的关系,认为非线性参量作为超声诊断的新参量,具有广泛的应用前景。     

粘接件拉伸强度的超声检测实验研究

利用RAM-5000 SNAP超声测试系统,在水池中对穿透环氧树脂粘接件的超声信号的基频波和二次谐波进行测量,二者振幅的重复测量误差分别在1%和3%以下,实验具有较好的可重复性.利用反向传播人工神经网络算法,将穿透样品的超声波的基频波振幅、二次谐波振幅、粘接前样品表面的粗糙度作为输入参量,粘接件的拉伸强度作为输出参量进...     

二维谐振腔内声流的气-动格式模拟

在利用气-动格式模拟谐振腔内非线性声振荡行为的基础上建立了声流分析的气-动格式模型,并模拟了声谐振腔内的二维瞬时流场及平均流场(声流)。重点研究了有限振幅非线性情况下,激波对轴向速度、径向速度及流场的影响,进而分析了速度反转、涡流、不规则Rayleigh流等非线性现象形成的原因。