多层奥氏体钢中超声相控阵辐射声场分析
发布时间：2021-10-06 16:28
针对一维线性超声相控阵透过楔块,在多层不同晶轴取向的奥氏体钢中的声场辐射问题,结合高斯声束等效点源模型以及基于时间最小原理的射线追踪法,给出了各层介质中透射声场的计算方法。将奥氏体钢近似为横向各向同性介质,计算了相控阵透过楔块,在晶轴取向为0°的奥氏体钢中的无延时纵波声场,计算结果与COMSOL仿真结果相吻合,从而验证了所用方法的正确性。通过加入不同的延迟法则,仿真计算了三层含有不同晶轴取向（0°,30°,100°）的奥氏体钢中的纵波声场,实现了相控阵声场的偏转与聚焦,分析了偏转声场与聚焦声场的传播特性。仿真结果表明,不同的晶轴取向将导致不同的声束偏转以及聚焦效果。通过延迟激励各阵元,虽然可以控制声束偏转或聚焦到预定位置,但是晶轴取向仍会对声束宽度以及幅值产生一定的影响。
【文章来源】：声学学报. 2020,45(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
图１２（ｂ）中，声束在楔块中的入射角??为１Ｆ，则在３层奥氏体钢中的纵彼折射角知，??办ｔ?分别为?４４．７
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【参考文献】：
期刊论文
[1]带楔块二维面阵列超声相控阵声场特性分析[J]. 卢超,劳巾洁,戴翔. 声学学报. 2014(06)
[2]基于单焦点扫描的聚焦超声相控阵列波形分集方法[J]. 周泽民,曾新吾,胡亮兵,孙海洋. 声学学报. 2013(04)
[3]The focus steering for high intensity focused ultrasound phased array based on real-time phase shift calculation[J]. WANG Junlin~(1,2) WANG Xiaodong~1 XIAO Ling~1 (1 Medical Acoustics Laboratory,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences Beijing 100190) (2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100190). Chinese Journal of Acoustics. 2012(01)
[4]The simulation of ultrasonic beams with a Gaussian beam equivalent point source model[J]. SCHMERR L W,HUANG R,SEDOV A. Chinese Journal of Acoustics. 2010(02)
[5]非整数维超声相控阵探测方法研究[J]. 章成广,张碧星,邓方青,师芳芳. 声学学报(中文版). 2008(06)
[6]非近轴近似多高斯声束模型的相控阵换能器声场计算[J]. 赵新玉,刚铁,张碧星. 声学学报(中文版). 2008(05)
[7]不等间距排列的球面高强度聚焦超声相控阵列[J]. 李国伟,陈亚珠. 声学学报. 2001(02)
本文编号：3420364
【文章来源】：声学学报. 2020,45(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
图１２（ｂ）中，声束在楔块中的入射角??为１Ｆ，则在３层奥氏体钢中的纵彼折射角知，??办ｔ?分别为?４４．７
６?０．８?１．０??时间〇ｉｓ）??图７激励信号波形图（阵元表面振动位移）??从而验证了本文使用的高斯声束等效点源模型的正??确性。??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??ｘ?（ｍｍ）??（ａ）?２?＼ｔｓ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??戈（ｍｍ）??（ｂ）?３?ｊｘｓ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５??ｘ?（ｍｍ）?ｘ?（ｍｍ）??（ｃ）?４?＼ｉｓ?（ｄ）?５?ｊｘｓ??图８?ＣＯＭＳＯＬ仿真的楔块－奥氏体钢中瞬态声场快照图（应力分布图）??时间（叫）??图９?Ａ点纵波质点振动速度２：分量??５多层各向异性介质中相控阵声场特??性研究??本节利用高斯声束等效点源模型结合射线迫踪??技术，针对图５中的一维线性相控阵，开展了多层奥??氏体销中相控阵声场的仿真＿￣特性研究，通过改变??各阵元的时间延迟，实现相控阵声场在介质中的偏??转智聚焦，进而讨论了偏转声场以及聚焦声场特性。??５．１相控阵偏转声场??图１０?了超声相控阵发出的无延时声束，透??５期??用ＣＯＭＳＯＬ计算的楔块－奥氏体钢中应力分布快照??图。可以看到相控阵在楔块中激发的纵波遇到界面??后，在奧Ｒ体钢中分别产生了准纵波以及准横波，而??且准纵波的折射角度大干准横波。??为了将ＣＯＭＳＯＬ与ＧＢＥＰＳ模型两种方法计算??的瞬态声场进行对比，取图５中Ａ点的振动速度二分??Ｉｔ利用ＧＢＥＰＳ模型计算了?Ａ点处全频段的振动速??度？？＇分量幅值，将结果霉激励信号的时间导数进行相??乘，然后进行反傅里叶变换，得到乂点瞬态位号，将??之与＿
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【参考文献】：
期刊论文
[1]带楔块二维面阵列超声相控阵声场特性分析[J]. 卢超,劳巾洁,戴翔. 声学学报. 2014(06)
[2]基于单焦点扫描的聚焦超声相控阵列波形分集方法[J]. 周泽民,曾新吾,胡亮兵,孙海洋. 声学学报. 2013(04)
[3]The focus steering for high intensity focused ultrasound phased array based on real-time phase shift calculation[J]. WANG Junlin~(1,2) WANG Xiaodong~1 XIAO Ling~1 (1 Medical Acoustics Laboratory,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences Beijing 100190) (2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100190). Chinese Journal of Acoustics. 2012(01)
[4]The simulation of ultrasonic beams with a Gaussian beam equivalent point source model[J]. SCHMERR L W,HUANG R,SEDOV A. Chinese Journal of Acoustics. 2010(02)
[5]非整数维超声相控阵探测方法研究[J]. 章成广,张碧星,邓方青,师芳芳. 声学学报(中文版). 2008(06)
[6]非近轴近似多高斯声束模型的相控阵换能器声场计算[J]. 赵新玉,刚铁,张碧星. 声学学报(中文版). 2008(05)
[7]不等间距排列的球面高强度聚焦超声相控阵列[J]. 李国伟,陈亚珠. 声学学报. 2001(02)
本文编号：3420364
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