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多层介质中超声相控阵声场仿真 被引量:7
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作者 郭忠存 阎守国 张碧星 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第5期788-794,共7页
由于良好的声束偏转与聚焦特性,超声相控阵已经广泛应用于多层固体介质的缺陷检测。当超声束经过多层介质时,由于反射、透射以及模式转换的存在,多种声束存在于这种结构中,使得声场分析变得复杂。为了提高多层介质检测的准确性,有必要... 由于良好的声束偏转与聚焦特性,超声相控阵已经广泛应用于多层固体介质的缺陷检测。当超声束经过多层介质时,由于反射、透射以及模式转换的存在,多种声束存在于这种结构中,使得声场分析变得复杂。为了提高多层介质检测的准确性,有必要对超声声场的分布规律进行深入地了解。该文结合高斯声束等效点源模型以及射线追踪法,给出了相控阵声源在多层固体介质中激发声场的仿真方法,并且模拟计算了一维线型相控阵在楔块-铝-黄铜-钢四层固体介质中的辐射声场。通过对不同延时法则的计算,实现了声波在这种复杂介质中的偏转与聚焦,进而研究了不同焦点处聚焦声场的分布。结果表明:相控阵方法能使聚焦点处的声场幅值增大,能量集中,提高了检测分辨率;不同聚焦点处声场聚焦效果不同,实际检测时应根据检测区域结构及位置特点,合理放置相控阵换能器。与瑞利积分法的比较表明,该文的仿真方法适用于多层介质相控阵声场的计算。 展开更多
关键词 超声相控阵 多层介质 声场仿真
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一维线形超声相控阵换能器辐射声场研究
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作者 赵霞 王召巴 《电子测试》 2015年第4X期38-40 23,23,共4页
在相控阵超声工业无损检测中,超声换能器的声场分布直接决定着被检测区域的回波信息特征,从而影响检测结果。本文通过研究超声波在固体介质中的传播规律,建立了超声相控阵换能器在介质中辐射声场的数学模型,数值模拟了在一层、两层介质... 在相控阵超声工业无损检测中,超声换能器的声场分布直接决定着被检测区域的回波信息特征,从而影响检测结果。本文通过研究超声波在固体介质中的传播规律,建立了超声相控阵换能器在介质中辐射声场的数学模型,数值模拟了在一层、两层介质中相控阵换能器的辐射声场图,声场结果为更形象直观的了解声场变化和检测结果评估提供理论依据。 展开更多
关键词 一维线形超声相控阵换能器 声场仿真 多层传播介质
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热声热机的网络模型与仿真研究 被引量:7
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作者 张晓青 郭方中 +1 位作者 董凯军 伍继浩 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期25-30,共6页
介绍了热声热机的网络模型和其仿真计算方法。所开发的计算程序能预测热声系统的声场、回热器等元件及系统的阻抗、以及包括制冷量、制冷温度、热流、声功和COP等的性能参数。本模型的仿真研究将为热声系统的优化设计提供前提和依据。
关键词 热声热机 网络模型 仿真计算 声场
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气液两相流管道泄漏流场特性数值模拟分析 被引量:8
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作者 纪健 傅晓宁 +2 位作者 王毅 李俊飞 纪宝强 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第1期144-151,共8页
气液两相流管道声波泄漏检测技术在研究过程遇到流动参数无法准确测量难题,不能充分了解泄漏声源特性,阻碍了声波泄漏检测技术的发展。基于多相流体流动过程中声场和流场是密不可分的,且两者之间相互作用、相互影响。为补充实验研究和... 气液两相流管道声波泄漏检测技术在研究过程遇到流动参数无法准确测量难题,不能充分了解泄漏声源特性,阻碍了声波泄漏检测技术的发展。基于多相流体流动过程中声场和流场是密不可分的,且两者之间相互作用、相互影响。为补充实验研究和理论分析不足,利用ANSYS软件,建立了简化的管道泄漏几何模型,采用Fluent动网格技术和自定义函数编程实现气液两相流管道泄漏开启过程和完成的流场模拟。通过对比分析泄漏流场各参数变化分析得到泄漏声源特性,与理论相验证。进一步分析分层流、波浪流、段塞流三种流型下泄漏过程流场参数变化,得到各流型泄漏开启过程的声场变化,深入探讨气液两相流管道泄漏声源产生机理,为声波检测技术提供理论支持。 展开更多
关键词 数值模拟 气液 两相流 流场 声场
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埋入混凝土中PZT声场指向性和声能研究 被引量:4
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作者 黄润 陈雨 +2 位作者 李鹏程 谭斌 陈浩 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第1期7-9,13,共4页
将PZT作为声源埋入混凝土中构成的混凝土压电机敏模块具有超声检测功能。对埋入该模块中的PZT圆片模态分析发现,在各阶振动模态下PZT声辐射面存在分布不同的振幅极大值区域。基于混凝土压电机敏模块的声场指向性和声能实验表明:将PZT声... 将PZT作为声源埋入混凝土中构成的混凝土压电机敏模块具有超声检测功能。对埋入该模块中的PZT圆片模态分析发现,在各阶振动模态下PZT声辐射面存在分布不同的振幅极大值区域。基于混凝土压电机敏模块的声场指向性和声能实验表明:将PZT声辐射面等效为振幅相等的单一点声源的叠加,忽略振动模态对声场指向性影响,使得PZT圆片的声场指向性随频率变化规律偏离实际较大,而且在相同频率下声场指向性理论结果比实验结果发散;在各阶固有频率激励下,PZT圆片的声场指向性集中,但在一阶固有频率下声能最高,更适用于超声检测。 展开更多
关键词 混凝土 频率 ANSYS仿真 压电陶瓷 声场指向性 声能
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棒材中超声散射场的模拟及信号的识别 被引量:1
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作者 吕庆贵 宋文爱 陈以方 《无损检测》 2010年第1期32-35,共4页
棒材是一种应用很广泛的型材,因此棒材的无损检测十分重要。提出一种脉冲超声场模拟的方法,模拟了玻璃棒中的超声波散射声场。通过与动态光弹实验结果比较,解释了圆棒的超声检测中散射波(如瑞利波)的形成机理。在此基础上,用单换能器采... 棒材是一种应用很广泛的型材,因此棒材的无损检测十分重要。提出一种脉冲超声场模拟的方法,模拟了玻璃棒中的超声波散射声场。通过与动态光弹实验结果比较,解释了圆棒的超声检测中散射波(如瑞利波)的形成机理。在此基础上,用单换能器采集圆棒中的连续回波信号并对信号做相关处理,仅需测量一次棒材的回波信号就可以计算其力学性能结果。该方法对棒材探伤和力学性能评价等方面有很大用途。 展开更多
关键词 模拟 脉冲超声 声场散射 缺陷探测
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基于有限差分法和伪谱法的井孔声场数值模拟 被引量:2
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作者 吴海燕 朱祖扬 张卫 《测井技术》 CAS CSCD 2018年第3期277-281,共5页
为模拟径向分层的井孔声场,对有限差分法和伪谱法混合算法的原理和特点进行研究,用混合算法重写质点速度和应力的一阶偏微分方程组。通过实例计算,验证该方法的可靠性,在对具有分层界面的地质模型进行声场模拟时具有相当的计算精度。用... 为模拟径向分层的井孔声场,对有限差分法和伪谱法混合算法的原理和特点进行研究,用混合算法重写质点速度和应力的一阶偏微分方程组。通过实例计算,验证该方法的可靠性,在对具有分层界面的地质模型进行声场模拟时具有相当的计算精度。用混合算法对轴对称井孔声场进行了模拟,讨论井径变化和井外地层岩性变化对井孔声场的影响,计算结果可为声波测井仪器研制和数据分析提供理论指导。 展开更多
关键词 数值模拟 有限差分 混合算法 井孔声场 分层介质
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一种消除浅表组织病灶的微型线聚焦换能器声场的数值计算与仿真方法 被引量:2
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作者 黄斌峰 惠春 +2 位作者 余立立 胡振林 居小平 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2010年第5期2117-2121,共5页
目的:本文涉及一种消除浅表组织病灶的微型线聚焦超声声场的数值计算与仿真,通过计算得出声场的三维分布,同时研究柱面自聚焦换能器各个参数对声场的影响,以指导微型自聚焦换能器的设计。方法:本文通过建立三维直角坐标系,应用Rayleigh... 目的:本文涉及一种消除浅表组织病灶的微型线聚焦超声声场的数值计算与仿真,通过计算得出声场的三维分布,同时研究柱面自聚焦换能器各个参数对声场的影响,以指导微型自聚焦换能器的设计。方法:本文通过建立三维直角坐标系,应用Rayleigh积分得出微型线聚焦超声换能器聚焦区域内每一点的声强表达式,运用C语言和matlab采用直接数值积分的方法对柱面聚焦超声换能器的声场进行了数值计算和仿真,得出声场的三维分布。结果:从声场的三维分布可以看出:按照本文给定的条件设计,微型线聚焦超声换能器展现出良好的聚焦性能,形成明显的焦域。和普通的柱面超声换能器相比,小型的柱面超声换能器形成的声场在z轴上的声场分布更均匀,x,y方向上衰减更快。结论:通过不同的参数对声场三维分布影响可以看出:微型线聚焦超声换能器的厚度,半径,张角和长度对聚焦的效果有明显影响。与给定的条件相比,选择较厚、半径和张角较大的换能器,能提高聚焦性能,而换能器的长度对聚焦效果影响不大。 展开更多
关键词 柱面换能器 声场仿真 超声聚焦
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超声波辅助提取米渣蛋白的仿真模拟 被引量:1
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作者 李珂昕 马海乐 +1 位作者 李树君 杜先锋 《中国粮油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期92-98,共7页
为直观表达超声波在辅助提取米渣蛋白过程中物理场的变化,本研究采用仿真模拟软件对物理场的变化进行了模拟,建立了声场和流体场的仿真模型;并对声压分布、流体速度和压力分布进行了计算。结果表明:由于声波的不断反射,声压没有因为传... 为直观表达超声波在辅助提取米渣蛋白过程中物理场的变化,本研究采用仿真模拟软件对物理场的变化进行了模拟,建立了声场和流体场的仿真模型;并对声压分布、流体速度和压力分布进行了计算。结果表明:由于声波的不断反射,声压没有因为传播距离的增加而迅速衰减;由于声波的传播,流体速度和压强发生改变,并伴有循环流动的发生。在一定的声压范围内,基于声压与提取率成正比的关系,利用仿真模拟对超声波辅助提取米渣蛋白进行结果预测,实验验证该预测模型的可靠性。 展开更多
关键词 仿真模拟 超声波 声场 流体场 米渣蛋白
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Simulation of phased array S-scan acoustic field in FSW joint of aluminum alloy extrudate with complex shape
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作者 王常玺 刚铁 《China Welding》 EI CAS 2015年第1期31-36,共6页
The shape of aluminum alloy extrudate used in high-speed train is complex, structural noises from the surfaces of the extrudate will be received when using ultrasonic phased array to detect the flaws in FSW. To solve ... The shape of aluminum alloy extrudate used in high-speed train is complex, structural noises from the surfaces of the extrudate will be received when using ultrasonic phased array to detect the flaws in FSW. To solve this problem, ultrasonic phased array acoustic field model and propagation simulation of acoustic waves were introduced to simulate the acoustic pressure distribution and the propagation of the acoustic waves. With the methods above, the detection parameters can be optimized and as a result, the experimental process can be simplified and the detection efficiency can be improved. Meanwhile, the echoes in the S-scan images can be predicted, which can help analyze the detection results and judge the defects. 展开更多
关键词 aluminum extrudate phased array acoustic field simulation FSW
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非均质各向异性焊缝超声波检测声场特性应用研究
11
作者 房云龙 《江西建材》 2021年第6期23-24,共2页
核电主管道粗晶奥氏体不锈钢焊缝为非均质各向异性焊缝,其超声检测在行业内难度较高。文中使用CIVA软件模拟了纵波斜探头、相控阵探头、普通TRL探头与TRL相控阵探头的声场,从声压分布与-6dB声束宽度角度对比分析了声场特性,通过对非均... 核电主管道粗晶奥氏体不锈钢焊缝为非均质各向异性焊缝,其超声检测在行业内难度较高。文中使用CIVA软件模拟了纵波斜探头、相控阵探头、普通TRL探头与TRL相控阵探头的声场,从声压分布与-6dB声束宽度角度对比分析了声场特性,通过对非均质各向异性焊缝的缺陷响应模拟对声场特性进行了应用。研究结果表明,TRL相控阵探头经过声束聚焦后,声场能量集中,具有较高的检测灵敏度和分辨力,在检测非均质各向异性焊缝时具有明显优势。该研究得出了焊缝超声检测探头声场特点,并对缺陷检测结果进行了举例仿真,对超声检测中探头选型以及检测工艺的制定具有重要指导意义。 展开更多
关键词 非均质焊缝 超声检测 CIVA仿真 探头 声场特性
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超声波辅助提取过程中声场的数值模拟研究
12
作者 王轲 马海乐 王洋 《现代食品科技》 EI CAS 北大核心 2019年第9期210-218,109,共10页
本研究建立了超声波辅助提取过程的多物理场耦合模型,将超声提取设备在一定功率不同频率下的声场分布可视化。探索不同超声频率和换能器布阵方式对声场均匀性的影响;通过比较不同频率大豆蛋白的提取率验证仿真模型的可靠性。仿真结果表... 本研究建立了超声波辅助提取过程的多物理场耦合模型,将超声提取设备在一定功率不同频率下的声场分布可视化。探索不同超声频率和换能器布阵方式对声场均匀性的影响;通过比较不同频率大豆蛋白的提取率验证仿真模型的可靠性。仿真结果表明:圆筒状五频超声设备可以通过调频改善声场的均匀性,但绝对声压会随之减小;筛选出低频20 kHz及共振频率28 kHz、35 kHz处易发生空化效应,预测提取的效果较好。实验结果表明:超声处理能显著提高大豆蛋白的提取率(p<0.05)且随着频率的升高效果逐渐减弱;相同条件下,20 kHz、28 kHz及35 kHz超声处理蛋白的提取率比传统碱提分别提高了28.75%、26.78%及18.28%。本研究提出工业生产中换能器矩形布阵并在共振频率处进行提取的作用效果较好。数值模拟降低了试验成本,为频率筛选、工艺优化和设备改进提供了一种新方法。 展开更多
关键词 超声波 蛋白质 数值模拟 声场 均匀性
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基于射线模型的浅海水声传播仿真研究 被引量:4
13
作者 黄建强 鞠建波 《现代电子技术》 2011年第18期94-96,共3页
浅海是我国船只活动的主要区域,在计划海上实验、设计最优声纳系统和预测海上声纳性能时,水声模型被广泛地应用于预报声学环境。用射线模型为浅海声场建模,由于射线理论有足够的准确性,可以用来获得声波在空间传播的重要信息,在一定的... 浅海是我国船只活动的主要区域,在计划海上实验、设计最优声纳系统和预测海上声纳性能时,水声模型被广泛地应用于预报声学环境。用射线模型为浅海声场建模,由于射线理论有足够的准确性,可以用来获得声波在空间传播的重要信息,在一定的条件下,射线声学的数学运算也比较简捷。在此结合仿真结果,证明了由射线理论给出的声线图可以给声场以直观、形象的理解,其建立的水声信道模型在工程应用上具有重要意义。 展开更多
关键词 水声传播仿真 射线模型 浅海声场 水声信道模型
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基于直方图滤波的浅海声源测距算法研究
14
作者 刘丽丽 李京华 +2 位作者 冯晓毅 石海杰 张晓彪 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期492-501,共10页
针对浅海移动声源的测距,提出了基于直方图滤波的水下测距算法。该算法以声传播过程中传播损失和目标运动参数以及接收信号作为先验知识,对声源位置函数形成的状态向量进行更新,从而实现浅海声源的测距,并用SwellEx-96实测海试数据库进... 针对浅海移动声源的测距,提出了基于直方图滤波的水下测距算法。该算法以声传播过程中传播损失和目标运动参数以及接收信号作为先验知识,对声源位置函数形成的状态向量进行更新,从而实现浅海声源的测距,并用SwellEx-96实测海试数据库进行了算法的实验验证。结果表明:对移动声源的测距深度误差较小,而探测的水平距离在10 km范围时,水平距离最大测距误差在±10 m,并且可以通过改善目标运动参数等先验知识提高对声源测距的精度,验证了直方图滤波算法可较好地实现对水下移动目标的测距。 展开更多
关键词 水下测距 浅海声源 统计模拟方法声场建模 概率密度 直方图滤波
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