弛豫媒质中有限束超声波的非线性传播畸变理论

文中提出弛豫媒质中有限束非线性声波方程,并采用微扰法求得由非线性传播畸变产生的高次谐波的一般解.研究表明,对高斯型声波,其谐波畸变解可以解析给出,而且其径向分布始终维持高斯函数.虽然其频散量大小会影响各次谐波的振幅,但其相速的变化却仍与对在频率的小振幅波相同.文中还用Blackstock算子将所得的结果应用于任何吸收-频散媒质,包括只能从经验得到其吸收与频率关系的一些生物媒质.     

固体性能研究中的非线性超声波

有限振幅的超声波在固体中传播时会发生波形畸变,伴随着高次谐波的出现。波形畸变主要来自两个方面:固体中晶格原子之间作用力的非线性以及固体中位错和超声的非线性相互作用。本文评述了这些机制所引起的超声非线性传播特征,高次谐波振幅与固体三阶弹性常数的关系以及超声非线性谐波的测量在固体疲劳效应、微裂缝检测中可能的应用。本文也简述了测量超声非线性畸变的实验方法,指出了超声非线性传播中某些有兴趣的问题。     

固体性能研究中的非线性超声波

有限振幅的超声波在固体中传播时会发生波形畸变,伴随着高次谐波的出现。波形畸变主要来自两个方面:固体中晶格原子之间作用力的非线性以及固体中位错和超声的非线性相互作用。本文评述了这些机制所引起的超声非线性传播特征,高次谐波振幅与固体三阶弹性常数的关系以及超声非线性谐波的测量在固体疲劳效应、微裂缝检测中可能的应用。本文也简述了测量超声非线性畸变的实验方法,指出了超声非线性传播中某些有兴趣的问题。     

有限振幅声波非线性传播畸变消除的研究

在高声强情况下建立一个无畸变（或低畸变）的声场是非线性声学的一个颇有兴趣的问题。本文讨论了频率分别为f₁,f₂和f₃三列声波的非线性相互作用,其中f₁为有限报幅声波的频率,而f₂=2f₁,f₃=3f₁。基于Fenlon关于多频率有限振幅声波传播的理论,作者指出,如果适当控制频率为f₂及f₃声波的初始位相和振幅,就有可能在某些接收点上抑制有限振幅声波的二次及三次谐波,从而使其传播畸变有极明显的降低。     

固体隔声层对超声波传播的影响实验研究

本文对测量固体隔声层对超声波传播发生影响的实验装置进行了介绍 ,并进行了实际测量 ,理论和实验结果相符较好     

固体隔声层对超声波传播的影响实验研究

介绍了一种可用于实验教学的测量固体隔声层对超声波传播发生影响的实验装置,并进行了实际测量,理论和实验结果相符较好。     

声波在有裂纹的固体中的非经典非线性传播

固体材料的无损检测是一个非常重要的课题,带裂纹的固体材料显示非经典非线性声学现象,本文对此现象进行了实验和理论研究。从实验上一维观察到此现象,发现奇次谐波振幅与基波振幅呈平方关系,与理论预计基本吻合;理论上从二维的角度数值模拟了声波在有损耗的带裂纹的固体中的声传播,并讨论了经典非线性和非经典非线性对声传播的影响,发现裂纹的贡献主要体现在非经典非线性上。分析了样品中裂纹的宽度和位置与非线性声参数的关系,在靠近样品中心的两个对称区域以及距离声源较近点,非线性声参数对样品的破损较为敏感,而在中央和距声源最远端敏感性较低;随着裂纹宽度的扩大,非线性声参数也开始变大,但在破损区域蔓延到棒边缘之前,有下降的趋势。     

超声波传播的观察

近年来超声在许多科学和技术领域中获得了广泛的应用。人们对于超声的研究也日益发生兴趣。要研究和应用超声,首先要了解超声的传播特性。在普通情况下,超声是看不见的。但是,根据介质在超声作用下,其折射率将要发生变化的原理就可能直接观察超声的传播景象。本文介绍作者做过的一些观察超声的实验,这些实验是按照G.W.Willard的方法进行的,所得结果尚为满意。文里引述了观察装置的设计、结构、实验所得的光线被超声所引起     

厚胶光刻非线性畸变的校正

利用厚胶光刻技术制作大深度微结构元件是一种有效的途径,但厚胶光刻过程中的非线性畸变对光刻面形质量的严重影响限制了该技术的应用,基于此,提出了一种对掩模透射率函数进行校正的方法。分析空间像形成及其在光刻胶内传递、曝光、显影等过程中非线性因素的影响,利用模拟退火算法对掩模透射率函数进行校正,以提高光刻面形质量,并以凹面柱透镜为例,给出了校正前后的显影轮廓模拟结果,其校正后浮雕面形的体积偏差仅为2.63%。该方法在有效改善面形质量的同时,并没有引起掩模的设计、制作难度及费用增加,这对于设计、制作高质量的微结构元件有重要意义。     

高功率激光装置中局部波前畸变的非线性传输

 根据高功率激光装置中强激光束传输的特点,建立了描述光束通过光学元件时引入的局部波前畸变模型,并利用纹波传输的线性化处理方法,研究了带有局部波前畸变的高强度光束的传输规律。以一个连续的非增益激光介质为例,用该模型进行数值模拟,给出了不同空间尺度的局部波前畸变的频谱分布、不同空间频率的纹波引起的振幅非线性增长曲线、不同B积分的非线性增益随光束传输距离的变化曲线,光束振幅非线性增益达到最大时光束的传输距离和标准传输距离不同时由局部波前畸变引入的振幅分布。研究表明为了防止光学元件损坏,应避免光学元件表面出现半径为0.5~2.0 mm的局部瑕疵。     

半导体放电管固体场畸变三电极开关

基于半导体放电管过电压自击穿原理,探索设计了一种固体场畸变三电极开关。该开关由两组半导体放电管阵列印刷电路组成,受到触发时,一组半导体放电管阵列首先击穿,另一组阵列继而过电压自击穿,开关导通。实验测试了特定幅值触发脉冲时的负载电压,初步验证了半导体放电管固体场畸变三电极开关设计的可行性。讨论了降低开关导通电感,提高通流能力、工作电压及运行频率的方法。     

10 kV交联聚乙烯电缆中超声波传播规律

电缆局放会产生超声波,利用超声波可以进行局放定位和大小估计。为了研究电缆中局放超声波的传播规律,利用COMSOL建立了基于10 k V交联聚乙烯电力电缆本体的声压场仿真模型,探究了超声波在电缆中的扩散过程和电缆表面超声波峰峰值随传播距离的变化规律之间的关系,并在真实10 k V单相交联聚乙烯电缆上进行了超声波衰减实验,探究了真实电缆表面超声波峰峰值随传播距离的衰减规律。结果表明:电缆表面声波峰峰值随传播距离的衰减符合指数规律,衰减系数α=0.07 Np/mm (或0.62 d B/mm),并且是电缆内部声波的扩散过程导致了电缆表面声波峰峰值的严重衰减。据此,针对10 k V交联聚乙烯电缆,建议将局放超声传感器安装在距离局放易发位置100 mm以内,还提出了判断电缆中局放超声波扩散过程结束位置的方法,为确定其他类似型号电缆安装超声传感器的位置提供参考。     

半导体放电管固体场畸变三电极开关

基于半导体放电管过电压自击穿原理,探索设计了一种固体场畸变三电极开关。该开关由两组半导体放电管阵列印刷电路组成,受到触发时,一组半导体放电管阵列首先击穿,另一组阵列继而过电压自击穿,开关导通。实验测试了特定幅值触发脉冲时的负载电压,初步验证了半导体放电管固体场畸变三电极开关设计的可行性。讨论了降低开关导通电感,提高通流能力、工作电压及运行频率的方法。     

二维光束扫描镜的非线性畸变

本文通过坐标变换导出了一种二维光束扫描系统的光束表达式.利用该表达式对扫描振镜的非线性畸变作了讨论.指出,这种畸变只在X镜的扫描方向上发生,而畸变的程度与Y镜的偏转角有关.     

三层固体复合媒质中Lamb波的传播

本文导出了任意厚度的三层固体复合媒质中Lamb波特征方程式,给出了相邻固体层之间重要的两种界面条件(刚性联接和滑移联接)时Lamb波色散曲线。我们也计算了不同界面状况时Lamb波两个最低阶模式(对称模式s₀和反对称模式a₀)所产生的质点位移沿厚度方向的分布。     

等离子体中电波传播的三波非线性效应

利用等离子体非线性效应的三波法是解决黑障问题的一种可能的解决方案。从三波非线性理论出发,详细介绍了转化效率的计算方法,进而对不同等离子体电子密度模型下的非线性效应进行分析。数值仿真结果表明:存在一个最优的信号入射角度,当信号以该角度入射时转化效率最大;等离子体厚度会对最佳入射角产生一定影响,当厚度减小时,最佳入射角变大;等离子体电子密度变化范围、厚度、入射波及泵源参数都相同时,共振点处电子密度导数值越大,非线性效应越强。     

等离子体中电波传播的三波非线性效应

利用等离子体非线性效应的三波法是解决黑障问题的一种可能的解决方案。从三波非线性理论出发,详细介绍了转化效率的计算方法,进而对不同等离子体电子密度模型下的非线性效应进行分析。数值仿真结果表明：存在一个最优的信号入射角度,当信号以该角度入射时转化效率最大;等离子体厚度会对最佳入射角产生一定影响,当厚度减小时,最佳入射角变大;等离子体电子密度变化范围、厚度、入射波及泵源参数都相同时,共振点处电子密度导数值越大,非线性效应越强。     

固体板中SH板波非线性效应的实验观察

采用微扰近似和导波的模式展开分析方法,从理论上简要分析了SH板波的二次谐波发生效应;尽管在无限大固体介质中单个切变波的二次谐波发生效应非常微弱,但在一定条件下由两个切变波构成的SH板波可具有强烈的非线性效应;本文的主要工作就是对此结论加以实验验证。试制了激发SH板波的切变波斜劈换能器和接收二次谐波信号的液体斜劈换能器,建立了非线性SH板波的实验研究系统;通过详细的理论分析和对比实验研究,阐明了在一定条件下实验观察到的显著二次谐波信号来源于SH板波传播过程中的强烈非线性效应。此外,针对不同的SH板波传播距离,在远场条件下分别测量了相应的二次谐波幅频曲线;在基频SH板波与二倍频对称兰姆波相速度相等所对应的频率值附近,分析了二次谐波的振幅随传播距离的变化关系,结果证明在一定条件下SH板波的二次谐波振幅可随传播距离积累增长,即SH板波可具有强烈的非线性效应。