纳米力学与声辐射力研究
本文关键词:纳米力学与声辐射力研究
【摘要】:随着科技的发展,高频率的超声被投入到科研与应用中,本文主要针对超声讲述了两方面的内容:纳米力学理论与声辐射力。第一部分主要描述的是随着生物组织中检测声波频率的增大,生物组织的离散特性效果逐渐明显。因此针对高频段超声组织的离散特性,利用纳米力学理论对生物组织的微观参量节间距离进行模拟分析。当组织病变时,节间距离发生改变,使组织在不同频率下表现出不一样的声速,通过增大频率,可以使病变组织与正常组织间的声速差增大,进而更精确的对病变组织进行定征。而声衰减也会随着节间距离的增大而减弱,因此通过对病变组织声速和衰减的高频成像来确定组织的节间距离的变化,从而判定组织微观结构的病变和程度,为超声组织定征研究提供了一种新的方法和手段。第二部分主要是声场中的微小粒子会受到其声辐射力的作用,利用声辐射力可以实现声场对微粒的操作和捕获作用,这在生物医学及材料科学上有着重要的应用。本部分以高斯波对双层球的声辐射力为例,介绍了声场的散射理论,分析讨论了各种边界条件对声场的散射作用,同时利用有限级数展开的方法,将高斯聚焦声波按照球函数展开,详细推导了声散射理论下,高斯声波对双层球粒子的声辐射力函数。通过理论推导和数值分析,系统地研究了双层球粒子在声场中的声辐射力特性,对工业和医学上的无损操控有着重要的理论指导作用。
【关键词】:纳米力学 节间距离 声辐射力 高斯波
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.1
【目录】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 纳米力学绪论8-13
- 1.1 纳米力学的概述8
- 1.2 纳米力学的发展历史8-10
- 1.3 本部分主要内容10-11
- 参考文献11-13
- 第二章 纳米力学13-28
- 2.1 DM理论13-17
- 2.2 DM中声速与频率的关系17
- 2.3 利用声速与衰减对节间距离进行成像17-18
- 2.4 模拟计算18-23
- 2.5 初步实验23-26
- 2.6 本章小结26
- 参考文献26-28
- 第三章 声辐射力绪论28-34
- 3.1 声辐射力的概述28
- 3.2 声辐射力的发展历史28-29
- 3.3 本部分主要内容29-30
- 参考文献30-34
- 第四章 基于声散射法求解高斯波对双层球的声辐射力34-57
- 4.1 高斯波束的级数展开34-37
- 4.2 双层球粒子对高斯波的散射系数37-42
- 4.3 高斯波声辐射力公式的推导42-48
- 4.4 模拟仿真48-55
- 4.5 本章小结55
- 参考文献55-57
- 第五章 总结与展望57-58
- 致谢58-59
- 硕士研究生期间的主要成果59-60
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