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球形壳体障板声散射近场矢量特性 被引量：4
1
作者 杨德森 朱中锐 时胜国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期135-139,152,共6页
为了实现矢量水听器在水面或水下载体上的工程应用,研究了球形壳体障板声散射近场矢量特性。采用弹性薄壳理论结合边界条件导出了球形壳体障板声散射的声压和质点振速表达式,给出相应的声强表达式。数值计算了球形壳体障板声散射的近场... 为了实现矢量水听器在水面或水下载体上的工程应用,研究了球形壳体障板声散射近场矢量特性。采用弹性薄壳理论结合边界条件导出了球形壳体障板声散射的声压和质点振速表达式,给出相应的声强表达式。数值计算了球形壳体障板声散射的近场特性,重点关注其近场矢量特性。理论分析和数值计算结果表明,由于球形壳体障板的散射作用,声压场和质点振速场表现为复杂的干涉结构;质点振速方向和声源方位不一致;声压和质点振速不再同相;声强方向也不再反映声源方位。结果为矢量水听器在球形载体和球形障板条件下的工程应用提供理论依据。 展开更多
关键词 球形壳体 声散射 矢量特性
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球壳散射影响下的倾斜小尺度矢量阵三维波束形成
2
作者 韩明潜 郭俊媛 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期513-532,共20页
在阵体倾斜、球壳散射引起的方位依赖幅相误差和固定幅相误差同时存在的情况下,建立了一种基于小尺度矢量平面阵的三维波束形成方法。首先使用球谐波函数展开统一了矢量阵各通道接收数据的表达式,再利用多个辅助声源求解出球谐波函数展... 在阵体倾斜、球壳散射引起的方位依赖幅相误差和固定幅相误差同时存在的情况下,建立了一种基于小尺度矢量平面阵的三维波束形成方法。首先使用球谐波函数展开统一了矢量阵各通道接收数据的表达式,再利用多个辅助声源求解出球谐波函数展开系数,通过联立阵列波束输出与理想波束响应表达式,最终实现了三维波束形成并利用波束扫描实现了目标方位估计。理论和仿真结果验证了算法的可行性,该算法基于矢量阵实现,阵型相同时相比声压阵具有更高的稳健性,且辅助声源布放越分散,算法稳健性越高。 展开更多
关键词 球壳散射 方位估计 波束形成 倾斜阵
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弹性球壳声散射对矢量传感器测向精度的影响 被引量：3
3
作者 梁国龙 庞福滨 张光普 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期46-50,共5页
由无指向性的声压传感器和具有偶极子指向性的振速传感器组成的矢量传感器,被应用于水声技术的各个领域;在实际应用过程中,常常把矢量传感器固定在某个水下平台上,而平台产生的散射场会使矢量传感器的接收声场发生畸变,进而影响其测量... 由无指向性的声压传感器和具有偶极子指向性的振速传感器组成的矢量传感器,被应用于水声技术的各个领域;在实际应用过程中,常常把矢量传感器固定在某个水下平台上,而平台产生的散射场会使矢量传感器的接收声场发生畸变,进而影响其测量结果。本文以实际应用为背景,建立了弹性球壳障板的声散射场对矢量传感器测向性能影响的模型,并通过仿真分析了不同入射频率、不同观察距离、不同球壳厚度和半径条件下障板对矢量传感器测向精度的影响,研究结果为矢量传感器在水声测量中的应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 弹性球壳 散射场 矢量传感器 测向精度
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敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳散射特性研究 被引量：2
4
作者 吴杰 陶猛 +1 位作者 刘凯磊 张琛良 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第21期8622-8628,共7页
为提高水下结构的隐身性,研究覆盖层物理参数对结构散射特性的影响。利用有限元软件COMSOL对水下弹性球进行仿真,获得目标强度的数值解,仿真数值解与理论解基本一致,最大误差为0.3 dB,验证了该方法可用于计算水下球形结构的声散射特性... 为提高水下结构的隐身性,研究覆盖层物理参数对结构散射特性的影响。利用有限元软件COMSOL对水下弹性球进行仿真,获得目标强度的数值解,仿真数值解与理论解基本一致,最大误差为0.3 dB,验证了该方法可用于计算水下球形结构的声散射特性。通过对弹性球壳敷设覆盖层前后的目标强度进行仿真,表明敷设空腔覆盖层能有效降低球壳的目标强度。进一步讨论覆盖层材料参数和空腔结构变化对弹性球壳声散射特性的影响,结果表明:空腔比、覆盖层厚度和损耗因子越大,目标强度越小;与圆柱、圆台空腔相比,圆锥空腔的目标强度最低。在一定范围内,空腔覆盖层的物理参数越大,结构的目标强度越小,吸声性能越好,隐身性越强。 展开更多
关键词 弹性球壳 目标强度 空腔覆盖层 散射特性
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平面波声场中内置偏心液滴的弹性球壳声辐射力
5
作者 潘瑞琪 李凡 +3 位作者 杜芷玮 胡静 莫润阳 王成会 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期193-202,共10页
基于声波在细胞操控中的应用,建立了一个三层内置偏心液滴的弹性球壳模型模拟具有细胞核、细胞质和细胞膜的有核细胞,并分析细胞在声场中受到的声辐射力.从薄球壳理论出发,结合球函数加法定理推导了平面波声场中内置偏心液滴的充液球壳... 基于声波在细胞操控中的应用,建立了一个三层内置偏心液滴的弹性球壳模型模拟具有细胞核、细胞质和细胞膜的有核细胞,并分析细胞在声场中受到的声辐射力.从薄球壳理论出发,结合球函数加法定理推导了平面波声场中内置偏心液滴的充液球壳所受声辐射力的函数表达式.数值分析了偏心液滴偏心距、半径以及液体腔内外介质特性阻抗对于充液球壳所受声辐射力的影响.结果表明,充液球壳受到的声辐射力对偏心液滴的位置及大小非常敏感,偏心液滴偏心程度越大,充液球壳所受的声辐射力越大.声辐射力随着偏心液滴半径的变化在无量纲粒子半径ka<3范围内出现共振峰值点增多的现象,在ka>3范围内曲线腹点位置发生偏移.当液体腔内液滴位置及半径同时变化时,位置变化对充液球壳所受声辐射力的影响更加显著,且二者产生的影响会相互叠加.对照细胞核相对特性阻抗分别为0.8,0.9,1,1.1和1.2时的辐射力函数随ka变化曲线发现特性阻抗的变化主要影响辐射力的大小且随着细胞核阻抗的增大,在ka=5附近的起伏幅度逐步增加,且腹点位置有右移的趋势.因此,细胞核阻抗的增大在一定的频率或者细胞尺寸范围内可增强其辐射力响应.本文的研究结果对有核细胞的操作、分选及靶向治疗具有潜在的价值. 展开更多
关键词 声辐射力 弹性球壳 弹性壳散射
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点声源入射下水下弹性球壳声散射分析
6
作者 郑金焱 陈美霞 董文凯 《水下无人系统学报》 2023年第5期725-734,共10页
为了研究水下目标的声散射问题,在经典Rayleigh简正级数解析解的基础上,结合格林函数在球坐标系中的表达式,计算了点声源球面波与平面波的折算因子;基于平面波入射下弹性球壳的散射声场,完成了点声源入射下的弹性球壳散射声场求解,并进... 为了研究水下目标的声散射问题,在经典Rayleigh简正级数解析解的基础上,结合格林函数在球坐标系中的表达式,计算了点声源球面波与平面波的折算因子;基于平面波入射下弹性球壳的散射声场,完成了点声源入射下的弹性球壳散射声场求解,并进行了有限元验证。以此为基础,计算并分析了典型球状目标的目标强度;从目标强度的角度出发,对点声源与球心的距离进行量化,提出球面波可近似为平面波处理的条件。研究结果表明:当点声源在球体表面附近时,散射体的目标强度曲线峰值相对于平面波入射下会发生偏移;此外在无因次频率ka <50时,球面波可近似为平面波入射,点声源和球心的临界距离与球壳半径、球壳厚度有关。研究结果可为水下目标的探测、识别及水声测量实验提供理论参考。 展开更多
关键词 点声源 弹性球壳 声散射特性 目标强度
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弹性球壳声散射对矢量水听器测向影响研究 被引量：8
7
作者 时胜国 杨德森 《声学技术》 CSCD 北大核心 2008年第5期642-648,共7页
以平面波在弹性球壳上声散射理论为基础,建立了弹性球壳近场声散射对矢量水听器目标定向性能影响计算模型,分析了入射声波信号频率、入射角度以及矢量水听器安装位置对目标定向的影响。计算和理论分析结果表明,弹性球壳声散射对矢量水... 以平面波在弹性球壳上声散射理论为基础,建立了弹性球壳近场声散射对矢量水听器目标定向性能影响计算模型,分析了入射声波信号频率、入射角度以及矢量水听器安装位置对目标定向的影响。计算和理论分析结果表明,弹性球壳声散射对矢量水听器测向性能的影响与壳体散射特性和水听器安装位置密切相关,在低频和高频段测向误差相对比较小,而在中频段则测向误差比较大,可通过选择工作频段,或者采用声学处理,降低壳体声散射强度,减小对矢量水听器测向性能的影响。研究结果为矢量水听器工程应用奠定了理论基础。 展开更多
关键词 矢量水听器 弹性球壳 近场声散射 测向
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基于球壳聚焦阵列的超声成像检测技术研究 被引量：5
8
作者 陆利冬 曹永刚 +2 位作者 郑慧峰 王月兵 吴勇军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期61-68,共8页
为提高超声成像对比度和分辨力,研究了一种利用球壳聚焦阵列进行目标散射成像的方法。球壳聚焦阵列中的部分阵元发射聚焦声波,声波作用于目标后发生散射,回波被余下的阵元所接收,阵列中的发射阵元和接收阵元随机选择,以达到抑制旁瓣的... 为提高超声成像对比度和分辨力,研究了一种利用球壳聚焦阵列进行目标散射成像的方法。球壳聚焦阵列中的部分阵元发射聚焦声波,声波作用于目标后发生散射,回波被余下的阵元所接收,阵列中的发射阵元和接收阵元随机选择,以达到抑制旁瓣的作用。借助三维自动扫描机构,可获得聚焦波束沿被测物体表面的散射回波强度,从而实现对目标的成像。计算机仿真结果表明,球壳聚焦阵列可减小主瓣宽度,并有效降低聚焦波束旁瓣。水池实验结果表明,基于该阵列的散射成像方法具有亚毫米级的成像分辨力,能够获得较高对比度的图像。 展开更多
关键词 球壳聚焦阵列 散射成像 旁瓣抑制 波束响应
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外层壳及其阻尼对水中双层球壳声散射的影响 被引量：2
9
作者 高发荣 胡洪平 胡元太 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期102-104,共3页
研究了浸没于水中的双层球壳振动问题 .利用已得到的散射率函数 ,计算并分析了外层壳的厚度、材料常数、粘性阻尼等对双层球壳散射特征的影响 .计算结果显示 :当外层材料系数比内层小许多时 ,外层壳对散射率 频率曲线上的单极峰和第二... 研究了浸没于水中的双层球壳振动问题 .利用已得到的散射率函数 ,计算并分析了外层壳的厚度、材料常数、粘性阻尼等对双层球壳散射特征的影响 .计算结果显示 :当外层材料系数比内层小许多时 ,外层壳对散射率 频率曲线上的单极峰和第二个双极峰影响不大 ,但对第一个双极峰影响较大 ,且第一个双极峰对材料的阻尼系数非常敏感 . 展开更多
关键词 双层球壳 散射 单极或双极峰值 阻尼效应
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SWT方法在内部充水弹性球壳散射的应用(英文)
10
作者 范威 范军 王新宁 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第6期705-712,共8页
采用Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法研究了内部充水弹性球壳的散射,应用绕数积分求根方法在频率域复平面和波数域复平面求解环绕波的频散方程。比较了弹性球壳在内部真空和内部充水两种情况下环绕波相速度曲线和衰减曲线,结果表明内部... 采用Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法研究了内部充水弹性球壳的散射,应用绕数积分求根方法在频率域复平面和波数域复平面求解环绕波的频散方程。比较了弹性球壳在内部真空和内部充水两种情况下环绕波相速度曲线和衰减曲线,结果表明内部流体负载使得相对于内部真空情况有大量流体环绕波产生,相邻流体环绕波相速度曲线的"排斥"现象是明显的,流体波向周围媒质的再辐射作用在其相速度接近内部真空球壳弹性环绕波相速度的时候达到局部极值。用镜反射波和环绕波的叠加合成反向散射形态函数,与简正级数解符合良好。 展开更多
关键词 Sommerfeld-Watson变换 内部充水弹性球壳 波散射
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