剪切波对时间反转调相的经颅聚焦超声的影响*

为研究颅骨中的剪切波对经颅聚焦超声的影响,该文利用Kelvin-Voigt固体声波方程并结合时间反转法,分别模拟了考虑剪切波和不考虑剪切波时,256-单元平面相控阵为实现超声经颅聚焦所需的相位调控,并将这两种相位调控都分别作用于考虑剪切波和不考虑剪切波时的聚焦情形。对这两种相位调控以及基于它们的经颅聚焦超声场的对比分析结果表明:聚焦深度较大时,剪切波对基于时间反转进行的相位调控影响较小;不过,剪切波对经颅聚焦超声场的强度分布影响较大,忽略剪切波会导致对焦域处声场聚焦强度的高估以及对颅骨附近声能量沉积的低估。     

平行速度剪切驱动湍流引起的粒子输运

通过离子温度梯度及平行速度剪切的准线性湍流理论，得到了由杂质离子及抵频E×B湍流所驱动的径向离子流及相应的输运系数．理论分析表明，主要离子和杂质离子的径向离子流具有相反的方向，并随着平衡流速剪切以及杂质离子的密度梯度的变化而改变．增强平行速度剪切对主要离子的约束可产生有利影响 关键词：     

上行链路大气波前畸变对剪切光束成像技术的影响

剪切光束成像（sheared-beam imaging,SBI）技术是一种利用三束剪切相干激光照明的非传统成像技术,该技术通过探测器阵列接收目标反射回波的散斑图进行计算成像,在对远距离暗弱目标高分辨率成像方面有着独特的优势.大气湍流引起的光束波前畸变是影响SBI成像质量的一个关键因素,因此本文从湍流引起的激光波前畸变对目标频谱信息提取的影响入手,建立了光束波前畸变对成像影响的理论模型.利用多层相位屏模型模拟了近地25 km大气对SBI光束传输的影响.通过计算机仿真,得到了不同激光发射孔径和不同成像距离时SBI的成像结果.仿真结果表明,选取合适的发射孔径尺寸可以有效缓解湍流对光束波前质量的影响,从而提升成像质量.在Hutchin的研究基础上,对孔径选择范围的已有研究成果进行了扩展与深化.给出了SBI系统发射孔径尺寸选取的建议,为SBI对不同高度目标成像的像质差异分析提供了参考.     

剪切干涉仪与Hartmann的波前复原比较

对横向剪切干涉仪和Hartmann波前传感器的波前探测和复原进行了类比推导和仿真计算。结果表明,在相同输入波前,相同探测面元,相同拟合函数及阶数的情况下,横向剪切干涉仪的波前复原能力比Hartmann波前传感器强。主要原因是前者对波前的间接采样所包含的波前信息大于后者,并且前者比较容易增大对波前的采样。     

剪切干涉仪与Hartmann的波前复原比较

 对横向剪切干涉仪和Hartmann波前传感器的波前探测和复原进行了类比推导和仿真计算。结果表明,在相同输入波前,相同探测面元,相同拟合函数及阶数的情况下,横向剪切干涉仪的波前复原能力比Hartmann波前传感器强。主要原因是前者对波前的间接采样所包含的波前信息大于后者,并且前者比较容易增大对波前的采样。     

磁纳米粒子介导的靶向剪切波弹性成像

组织力学特性与其生理病理变化过程密切相关.因此,对组织力学特性的分析有望为疾病诊断提供重要依据.超声弹性成像可以定量分析组织的剪切模量,但在检测的特异性和灵敏度等方面仍存在局限性.针对这一问题,该文发展一种磁纳米粒子介导的靶向剪切波弹性成像新方法.该方法是基于磁纳米粒子在脉冲磁场作用下产生磁致振动,从而导致周围组织的剪...     

剪切波变换在星点提取中的应用

为了实现高精度和高准确性的星图识别和姿态确定,本文对星点提取算法进行了研究,将剪切波变换应用到星点提取技术中。首先,通过利用剪切波变换对星图进行分解,得到不同尺度、不同方向的系数;然后,对剪切系数进行阈值处理并重构得到去噪后的星图,再对重构星图进行顶帽变换和自适应阈值处理,完成星图滤波;最后,通过质心误差补偿法提取星点的坐标,有效地完成星点提取。实验结果表明,采用剪切波变换的星图滤波对噪声去除非常有效;质心误差补偿法的误差在0.003左右,明显优于传统的质心法,基本满足星敏感器的精度高和抗干扰能力强等要求。     

基于窗口傅里叶变换剪切干涉法波前检测

提出了一种利用二维窗口傅里叶变换从径向剪切干涉条纹中准确得到波前的重建技术。首先对剪切干涉条纹做二维窗口傅里叶变换,设置阈值和频率积分范围后,进行二维窗口傅里叶逆变换,然后对包裹相位做去载频和相位展开处理得到相位差分布,最后使用波前迭代算法从相位差中复原实际波前。模拟计算表明,使用该方法最大相位复原误差为0.82%,均方根值为0.020 9 rad,实验结果验证了该方法的有效性。同时也对窗口傅里叶变换的关键参数,如窗函数的选择、窗口大小的确定以及阈值的选取等进行了简要讨论。与传统傅里叶变换法(FFT)相比,基于窗口傅里叶变换的剪切干涉波前检测法有更高的精度和稳定性,为波前检测提供一种新的处理方法。     

基于窗口傅里叶变换剪切干涉法波前检测

提出了一种利用二维窗口傅里叶变换从径向剪切干涉条纹中准确得到波前的重建技术。首先对剪切干涉条纹做二维窗口傅里叶变换,设置阈值和频率积分范围后,进行二维窗口傅里叶逆变换,然后对包裹相位做去载频和相位展开处理得到相位差分布,最后使用波前迭代算法从相位差中复原实际波前。模拟计算表明,使用该方法最大相位复原误差为0.82%,均方根值为0.020 9 rad,实验结果验证了该方法的有效性。同时也对窗口傅里叶变换的关键参数,如窗函数的选择、窗口大小的确定以及阈值的选取等进行了简要讨论。与传统傅里叶变换法(FFT)相比,基于窗口傅里叶变换的剪切干涉波前检测法有更高的精度和稳定性,为波前检测提供一种新的处理方法。     

横向剪切干涉的波前重构新方法

在常规横向剪切干涉仪的基础上,利用波前周期延拓的假设,基于小波变换的方法实现了波前重构。这种波前复原实现了光滑波前的快速重构,并且能够较好地快速重构非模式波前。数值模拟表明,该方法对波前复原的精度优于常规多项式拟合方法。利用该方法在不均匀介质对波前的扰动的测量重构表明,重构波前比常规多项式拟合重构波前合理。     

双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力

该文力求寻找一种高效准确检测混凝土构件永存应力的方法.基于声弹性理论提出了一种双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力的方法,该方法通过测试受力构件第一波速和第二波速,以第一波速和第二波速的平方差为基础构建综合声学参数来检测单向受压混凝土构件永存应力.所述第一波速为声波传播方向与应力方向垂直、质点振动方向与应力方向平...     

超声波在液体中相速与群速的测量

简要叙述了相速与群速的定义,并用实验测量了超声波在不同液体中的相速与群速.     

测量水的振动频率与水波传播速度

利用激光器、硅光电池等器件,采用光折射方法设计了激光测量水的振动频率与水波传播速度实验.本文介绍了实验原理和装置,测量了水的振动频率和水波向外传播的速度,观察了小块物体落水激起的水波情况.     

驻波法测量声速实验的讨论

根据声波在2个换能器之间多次反射和声波在空气中的衰减,研究了驻波法测量声速实验中接收器输出信号随接收器到发送器间距离的变化.理论推导结果表明:声波在一般情况下不是严格的驻波,但是当反射比接近-1时则是双曲函数形式的驻波,这与实验测量结果一致.只有接收器到发送器的距离比较远,反射比接近-1时,才能得到几乎理想的驻波.     

Ultrasonic velocity hydration numbers of polyamines

Ultrasonic velocity hydration numbers of diamines, triamines and tetraamines and hydrochlorides of these amines were determined by measuring the maximum velocity of ultrasound in aqueous-ethanolic solutions. The results are interpreted on the basis of the hydrogen-bonded framework model of the water structure.     

Ultrasonic SH wave velocity in textured aluminium plates

Neutron diffraction has been used to measure the crystallite orientation distribution function for a sample of rolled aluminium plate. Based on this study an expression is given for the ultrasonic velocity of the fundamental horizontally polarized shear (SH) wave propagating in the plane of the plate at an angle θ to the rolling direction. This expression is correct to second order in the leading texture component and is compared with the exact numerical result and with measurements of the SH wave velocity for this plate. In textured materials the group and phase velocities are not, in general, parallel and an expression for the angle between them is derived. Inclusion of this effect leads to better agreement between experiment and theory. The results have application to the texture-independent determination of stress with ultrasonics recently proposed by MacDonald and Thompson et al.     

超声波波型转换与表面波的检测

分析了超声波纵波、横波、表面波3种波型的产生条件和声速关系,检测了超声波在固体表面的波型转换,并测量了声表面波的速度,讨论了声表面波在超声延迟线方面的应用.     

Ultrasound wave propagation in glass-bead packing under isotropic compression and uniaxial shear

The axial-stress dependence of sound wave velocity in granular packing is experimentally investigated with tri-axial and uni-axial devices. Preparing samples by repetitive loadings and unloadings in a range of 20 kPa–1000 kPa, we find that the axial-stress dependence of sound wave velocity approaches the Hertz scaling with an exponent of 1/6 for large axial stresses( 400 kPa). Weak deviation from the Hertz scaling is seen at low stresses. Repetitive axial loadings slightly reduce this deviation, and sound velocities increase nonlinearly approaching some saturated values. Velocities for uni-axial case are found slightly to be bigger than those for tri-axial isotropic compression case. These effects are discussed in the frameworks of granular solid hydrodynamics(GSH) and effective medium theory(EMT), which indicate that they cannot be explained with density nor Janssen ratio only. Dissipation occurring during wave propagation may be a non-negligible factor.     

超声光栅测声速的方法运用到液体表面波波速的测量

理论上分析了超声光栅衍射和液体表面波光栅衍射,得到了表面波光栅衍射图样与表面波参数的解析关系.实验上得到清晰的衍射图样,利用表面波光栅衍射法测量了液体表面波波速,实验结果与理论值误差不超过1%.     

基于超声波干涉的峰谷法计算声速值及实验误差探讨

介绍了基于Cassy Lab软件下的超声波干涉实验,提出了利用超声波干涉现象测量声速的方法.根据干涉理论推导了峰谷法测量声速的计算公式.分析和探讨了峰谷法计算声速的误差来源和改进方法.