瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证
发布时间：2022-01-28 01:46
通过实验研究了声束偏转不同角度和声场半径变化时线性相控阵的声场特性,并与基于瞬态波位移解析解的相控阵声场计算方法得到的理论结果进行了对比。首先研究了基于半圆圆弧离面瞬态位移的声场计算方法,并进行了数值计算可靠性的优化。然后建立了一套相控阵瞬态波位移场的测量系统,以半圆形钢板为试件,纵波传感器为接收传感器,测量了偏转角度为-10°,-30°,-50°,-70°,及声场半径为50 mm,75 mm,100 mm和125 mm时线性超声相控阵的声束指向性;同时以基于瞬态波位移解析解的相控阵声场计算方法,计算了相同条件下该相控阵的声束指向性。最后将实验结果与理论结果进行了对比,取得了较好的一致。说明基于瞬态波位移的相控阵声场计算方法可以较好地计算线阵的声场,对于声束偏转较大角度和声场半径变化时也同样有效。
【文章来源】：声学学报. 2020,45(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图３不同离散线源间距下理论与仿真结果的对比??ＭＵ?ＤＰＯ?４０５４??数字纖器??针算：机??＜Ｚ＞Ｃ＝＞??ＣＺ＞?〇??
３６４??．声?学?学?报??．２０２０?年??（ｃ）知＝一ＳＱｅ??ｄ）?％＝－ｒｏ°??２．２声束偏转不同角度时的纵波指向性??本卖验采用的半圆试块半径犮＝１００?偏转??角＆为－１０ｃ５?—３０°，?—５０ａｓ?－７０°。将每个取值点下??纵波传感器测得的时域波形中的第一个波包，也就是??纵波波包的最大幅值归－化后绘制在同一幅图中，??即可得到图７中圆圈所示的声束偏转不同角度时纵??波指询性．的３１验结果》??理论计算采用了与本实验完全一致的材料参数??和阵列参数，即办＝—１０。，—３０。，—潘。，—７０。；?Ｐ?＝??７８２７，１?ｋｇ／ｉｒｔｓ：，?Ｃｐ?＝?Ｓ－９〇４，ｌ?ｍ／ｓ｝?ｃｓ?＝?Ｓ２３２，３?ｒ?＝??ｌ〇０?ｍｍ，；．．?Ｚ＝０．５．立（邱．／?＝：?§＇?ＭＨｚ．；?ｉＶ?＝法２）．?＿ｐ＝?Ｑ．６??根据第１节中的方法，以ＭＡＴＬＡＢ数值计算所得??到的基于＿态位移解析解（Ａｎａｌｙｔｉｃ？！．?Ｓｏｌｕｔｉｏｏ？?ｏｆ??ｉＭｓｐｌａｏｅｏｉｅｎ％?ＡＭＩＤ）?＿声场指向性的理??论结果在图７中以实线所示。．对比起见，基于简谐??圆柱波声压（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?Ｈａｒｍｏｎｉｃ??ＰＣＨＷ）的声场指向性计算方法Ｗ得到的理论结果??如图７中虚线－所??分析基千瞬态位移解析解的声场指向性，可以??发现结果呈现以下特性：??⑴理．论结果，变：验结果所体现出的趋势与特性??取得了较好的一致?１理论结果中声束能量在整个声场??上均有分布，不会出现在某些角度下能最为〇的情??况，这在实验结果中也得到了较好的体现，??ｆ２）通过对比可以发现，相对于偏转角
【参考文献】：
期刊论文
[1]双层界面下非近轴近似多元高斯模型的相控阵声场模拟[J]. 单宝华,李冬生,郭佳,黄敏聪,段忠东. 声学学报. 2017(04)
[2]相控阵超声后处理成像技术研究、应用和发展[J]. 周正干,李洋,周文彬. 机械工程学报. 2016(06)
[3]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)
[4]超声相控阵检测技术的发展及应用[J]. 靳世久,杨晓霞,陈世利,黄玉秋,郭薇. 电子测量与仪器学报. 2014(09)
[5]Modeling of the nonlinear acoustic field generated from a phased array using Gaussian superposition technique[J]. XU Yang,GUO Xiasheng,ZHANG Dong. Chinese Journal of Acoustics. 2013(04)
[6]线阵探头相控阵超声检测[J]. 潘亮,董世运,徐滨士,王玉江. 无损检测. 2013(10)
[7]Experimental studies of linear phased-array transmitter acoustic logging in cased wells with scaled borehole models[J]. CHEN Xuelian,DONG Xingmeng,TAN Baohai,LI Gang. Chinese Journal of Acoustics. 2013(03)
[8]A synthesis pattern of acoustic field produced by phased array based on the direct weighting of the controlled acoustic pressure[J]. HU Jiwen~(1,2) QIAN Shengyou~(1(?)) DING Yajun~1 (1 College of Physics and Information Science,Hunan Normal University Changsha 410081) (2 College of Mathematics and Physics,University of South China Hengyang 421001). Chinese Journal of Acoustics. 2012(01)
[9]Simulation study of the superharmonic field generated from a phase array transducer[J]. Narendra D Londhe,R.S.Anand. Chinese Journal of Acoustics. 2011(04)
[10]Model-based optimization of phased array ultrasonic testing[J]. Sung-Jin Song,Hak-Joon Kim,Suk-Chull Kang,Sung-Sik Kang,Kyungcho Kim,Myung-Ho Song. Chinese Journal of Acoustics. 2010(03)
本文编号：3613461
【文章来源】：声学学报. 2020,45(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图３不同离散线源间距下理论与仿真结果的对比??ＭＵ?ＤＰＯ?４０５４??数字纖器??针算：机??＜Ｚ＞Ｃ＝＞??ＣＺ＞?〇??
３６４??．声?学?学?报??．２０２０?年??（ｃ）知＝一ＳＱｅ??ｄ）?％＝－ｒｏ°??２．２声束偏转不同角度时的纵波指向性??本卖验采用的半圆试块半径犮＝１００?偏转??角＆为－１０ｃ５?—３０°，?—５０ａｓ?－７０°。将每个取值点下??纵波传感器测得的时域波形中的第一个波包，也就是??纵波波包的最大幅值归－化后绘制在同一幅图中，??即可得到图７中圆圈所示的声束偏转不同角度时纵??波指询性．的３１验结果》??理论计算采用了与本实验完全一致的材料参数??和阵列参数，即办＝—１０。，—３０。，—潘。，—７０。；?Ｐ?＝??７８２７，１?ｋｇ／ｉｒｔｓ：，?Ｃｐ?＝?Ｓ－９〇４，ｌ?ｍ／ｓ｝?ｃｓ?＝?Ｓ２３２，３?ｒ?＝??ｌ〇０?ｍｍ，；．．?Ｚ＝０．５．立（邱．／?＝：?§＇?ＭＨｚ．；?ｉＶ?＝法２）．?＿ｐ＝?Ｑ．６??根据第１节中的方法，以ＭＡＴＬＡＢ数值计算所得??到的基于＿态位移解析解（Ａｎａｌｙｔｉｃ？！．?Ｓｏｌｕｔｉｏｏ？?ｏｆ??ｉＭｓｐｌａｏｅｏｉｅｎ％?ＡＭＩＤ）?＿声场指向性的理??论结果在图７中以实线所示。．对比起见，基于简谐??圆柱波声压（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ?Ｈａｒｍｏｎｉｃ??ＰＣＨＷ）的声场指向性计算方法Ｗ得到的理论结果??如图７中虚线－所??分析基千瞬态位移解析解的声场指向性，可以??发现结果呈现以下特性：??⑴理．论结果，变：验结果所体现出的趋势与特性??取得了较好的一致?１理论结果中声束能量在整个声场??上均有分布，不会出现在某些角度下能最为〇的情??况，这在实验结果中也得到了较好的体现，??ｆ２）通过对比可以发现，相对于偏转角
【参考文献】：
期刊论文
[1]双层界面下非近轴近似多元高斯模型的相控阵声场模拟[J]. 单宝华,李冬生,郭佳,黄敏聪,段忠东. 声学学报. 2017(04)
[2]相控阵超声后处理成像技术研究、应用和发展[J]. 周正干,李洋,周文彬. 机械工程学报. 2016(06)
[3]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)
[4]超声相控阵检测技术的发展及应用[J]. 靳世久,杨晓霞,陈世利,黄玉秋,郭薇. 电子测量与仪器学报. 2014(09)
[5]Modeling of the nonlinear acoustic field generated from a phased array using Gaussian superposition technique[J]. XU Yang,GUO Xiasheng,ZHANG Dong. Chinese Journal of Acoustics. 2013(04)
[6]线阵探头相控阵超声检测[J]. 潘亮,董世运,徐滨士,王玉江. 无损检测. 2013(10)
[7]Experimental studies of linear phased-array transmitter acoustic logging in cased wells with scaled borehole models[J]. CHEN Xuelian,DONG Xingmeng,TAN Baohai,LI Gang. Chinese Journal of Acoustics. 2013(03)
[8]A synthesis pattern of acoustic field produced by phased array based on the direct weighting of the controlled acoustic pressure[J]. HU Jiwen~(1,2) QIAN Shengyou~(1(?)) DING Yajun~1 (1 College of Physics and Information Science,Hunan Normal University Changsha 410081) (2 College of Mathematics and Physics,University of South China Hengyang 421001). Chinese Journal of Acoustics. 2012(01)
[9]Simulation study of the superharmonic field generated from a phase array transducer[J]. Narendra D Londhe,R.S.Anand. Chinese Journal of Acoustics. 2011(04)
[10]Model-based optimization of phased array ultrasonic testing[J]. Sung-Jin Song,Hak-Joon Kim,Suk-Chull Kang,Sung-Sik Kang,Kyungcho Kim,Myung-Ho Song. Chinese Journal of Acoustics. 2010(03)
本文编号：3613461
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3613461.html
