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由于良好的声束偏转与聚焦特性,超声相控阵已经广泛应用于多层固体介质的缺陷检测。当超声束经过多层介质时,由于反射、透射以及模式转换的存在,多种声束存在于这种结构中,使得声场分析变得复杂。为了提高多层介质检测的准确性,有必要对超声声场的分布规律进行深入地了解。该文结合高斯声束等效点源模型以及射线追踪法,给出了相控阵声源在多层固体介质中激发声场的仿真方法,并且模拟计算了一维线型相控阵在楔块-铝-黄铜-钢四层固体介质中的辐射声场。通过对不同延时法则的计算,实现了声波在这种复杂介质中的偏转与聚焦,进而研究了不同焦点处聚焦声场的分布。结果表明:相控阵方法能使聚焦点处的声场幅值增大,能量集中,提高了检测分辨率;不同聚焦点处声场聚焦效果不同,实际检测时应根据检测区域结构及位置特点,合理放置相控阵换能器。与瑞利积分法的比较表明,该文的仿真方法适用于多层介质相控阵声场的计算。 相似文献
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柱面分层流体饱和孔隙地层中的声波测井波场模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
因钻井作业时泥浆侵入等因素,井外介质沿径向常呈现非均匀性。本文将地层视为柱面分层孔隙介质,采用传递矩阵法模拟声波测井波场。注意到慢纵波波数的实部和虚部都很大,当井外含大厚度层且频率较高时,易因计算大自变量的Hankel函数而溢出,我们在波场表达式中引入了归一化的Hankel函数。论文将前人模拟关于柱面分层固体弹性介质声波测井的广义反射/透射系数计算方法推广到了分层孔隙介质情况,导出了波幅系数的计算公式,并针对含侵入带的柱面分层孔隙地层,计算了声波测井全波波形。 相似文献
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设计并研制了柱面结构的1-3型复合材料凹面线聚焦换能器,在提高换能器带宽的同时,可以实现声场的线聚焦。将换能器内部PZT柱作为独立声源,应用瑞利积分和叠加原理,推导出了柱形凹面换能器总声场的理论表达式。通过仿真计算分析了换能器在聚焦线上的声场特点以及相关参数对聚焦性能的影响。对换能器参数做出合理设计,使换能器在实现线聚焦的同时,声场在聚焦线上的起伏较小,从而设计并制作出聚焦性能良好的线聚焦凹面换能器探头。实验测试结果表明采用本文方法计算得到的换能器声场与实测的声场分布基本符合,柱形凹面换能器在其几何焦点附近范围内均可实现聚焦,并在侧向上形成清晰的聚焦线,其聚焦线长度为换能器的侧向结构长度,在聚焦线上声场分布起伏较小。 相似文献
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该文运用解析的方式推导了考虑声波衰减时兰姆波二次谐波的累积和传播规律,并用半解析方式将该理论推广到缓慢变厚度板的情况。由于色散特性,兰姆波二次谐波和基频波相速度不匹配,传播通常会产生拍频效应,使得二次谐波的振幅沿着传播距离周期性的归零。当考虑声波衰减或板的厚度缓慢变化的情况时,拍频效应将不再严格地被满足。二次谐波的振幅依然会沿着传播距离而振荡,但不会归零。该研究可以用于分析如何高效地激发和接收兰姆波的二次谐波,表征和评估不同厚度变化的结构中的微观结构损伤。 相似文献
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非等分辨率光线跟踪体绘制方法及其在超声CT三维成像中的应用 总被引:1,自引:1,他引:0
光线跟踪绘制是获得广泛应用的三维标量场数据的计算机可视化方法之一,它所处理的数据量之大要求数据压缩存放.本文推导了非等分辨率条件下数据压缩存贮时直角坐标系中的广义的射线方程及链式关系,研究了它在基于CT切片的超声三维成像中的应用.实例表明,该方法能够真实反映原始数据特征,即,对于大尺度物体(相对于换能器声场分辨率),该方法能够得到清晰的图像,而对于小尺度物体,由于原数据分辨率不够导致图像模糊,但是该方法仍然能够定性表明缺陷的存在. 相似文献
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Theoretical and numerical study on the coupling acoustic field of the plane p-wave to a cased borehole is carried out. The medium outside the cased borehole is modeled as the porous medium. The scattering field characteristics in the cased borehole are investigated when a plane fast p-wave is incident in tilt to the cased borehole from the porous medium. The scattering fields inside and outside the cased borehole are analyzed and deduced by Biot's theory under the boundary conditions on each interface, and they are numerically studied. It is found that the scattering field has strong resonant characteristics and there exists a series of resonant frequencies and peaks. The effects of the frequency, radii of each interface, incident angle, porosity, and other parameters on the resonant acoustic field have been investigated in detail in the fast and slow formations respectively. The resonant characteristics of the scattering field are also analyzed from the physical sense. 相似文献