通过测量组织体模瞬时温升描述HIFU声场特征

 针对高声压下高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrsound,HIFU）声场测量难题,提出通过测量组织体模中瞬时温升来描述HIFU声场特征的方法。采用水听器测量声功率为5W的HIFU声场分布;采用热电偶测量声功率为40、70、100、150、200W,辐照时间1s下HIFU作用于组织体模时的焦域温场分布,由瞬时温升■与■αi p2i 成正相关关系,得到在考虑声吸收系数改变和非线性条件下HIFU声场分布特征。结果显示,水听器测量得到的HIFU焦域径向-6dB宽度和轴向-6dB宽度,远小于通过热电偶检测得到的不同高功率下HIFU焦域径向和轴向大小;高功率下,随声功率增加,焦域径向-6dB宽度、轴向-6dB宽度逐渐增大,且温场分布图的峰值部分较尖,反映出能量比较集中。用热电偶测量组织体模焦域瞬时温升,能反映在考虑声吸收系数改变和非线性条件下HIFU声场分布特征。     

摩托车排气消声器声学性能仿真及结构改进

针对某244S摩托车排气消声器,采用有限元法建立了该消声器的声场模型和流场模型,利用SYSNOISE软件对该消声器进行了三维声学仿真,在声场仿真基础上提出对原消声器的改进方案,优化了原消声器内部结构。通过对改进后的消声器进行仿真与台架试验对比,改进后的结构比原消声器在中、高频的消声能力有显著的改善,仿真和试验结果吻合较好,同时流场仿真结果显示,改进后消声器功率损失变化不大,表明对原消声器结构的改进是有效的。     

伪逆算法的改进及其用于相控阵激发声场的控制

相控阵作为高强度聚焦超声肿瘤治疗中备受关注的一种换能器,运用伪逆算法可使其在媒质中产生的声场进行准确的声聚焦控制。但目前伪逆算法中的位置控制函数表述过于复杂,程序编译及计算时间过长。对原伪逆算法进行了改进,并将其用于一10×10个正方形阵元的平面相控阵在多层媒质中当肿瘤位于不同深度处时激发的声场进行了仿真。结果表明:利用改进的伪逆算法可对不同深度不同尺寸的肿瘤进行准确的声聚焦控制,并使程序设计及计算时间都大为减少。该算法为高强度聚焦超声肿瘤治疗提供了理论参考。     

超声场中Sn-38.1%Pb 共晶合金的动态凝固

Sn-38.1%Pb 共晶合金在频率为35 kHz 的超声场中发生凝固时, 随着试样高度H 的降低, 声场对宏观偏析的抑制效果更加显著, 球状共晶团在凝固组织中所占体积分数相应增大. 当H 等于声波在合金熔体内的波长λ时, 超声场能够扩大初生(Sn)相分布区域, 缩小Sn-Pb 共晶和初生(Pb)相分布区域. 同时, 初生(Sn)相晶粒显著细化, 生长方式发生“枝晶-等轴晶”的转变. 对于 H=λ/2 和λ/4 的合金试样, 超声场能够促进熔体形核, 降低合金整体过冷度. 分析表明, 超声场中的空化效应抑制了熔体过冷, 声流促进共晶生长界面前沿的温度场和浓度场呈空间对称分布, 使Sn-Pb 共晶以三维对称方式生长.     

聆听大海之声 演绎别样人生——访声场声信息国家重点实验室郭良浩主任

1987年,郭良浩考上了浙江师范大学物理系物理专业,4年后凭借其优异的成绩考上了北京大学电子学系声学专业研究生,1996年攻读博士的时候,他又攻读水声学和信号处理,这些专业对郭良浩而言都不是按部就班的,似乎是命运在安排着他向着人生不同的阶段迈进,     

换能器阵列型超声抛光机理及声场仿真和实验研究

为了提高工件表面抛光质量和抛光效率,对传统非接触式超声振动抛光进行了改进,将单个换能器换成换能器阵列,同时加入料筐的旋转运动,设计了实验样机。分析了超声抛光的材料去除机理,推导出单颗磨粒去除材料体积和磨粒振动速度的表达式。利用COMSOL对样机抛光槽内液体进行声场仿真,研究了换能器个数、换能器布置间距、换能器输入电压对抛光液声场分布的影响,优化了抛光槽底部换能器的布置方式,仿真结果显示,换能器个数为4个、布置间距为55mm时,抛光槽中心区域声压分布更加均匀。实验探究了样机料筐转速、抛光时间、换能器输入电压对工件表面抛光质量的影响规律,确定了工件表面抛光效果最佳时的工艺参数组合,结果表明:料筐转速为50r/min、抛光时间为80min、换能器输入电压为150V时,抛光效果最好,此时工件表面粗糙度减小量为0.019μm,表面粗糙度变化率为33.33%。     

声场流化床颗粒浓度时间序列分析

在内径140mm,高1600mm的声场流化床中,以FCC颗粒为流化介质,采用光导纤维探针测定不同轴／径向位置的颗粒浓度时间序列,通过统计分析、功率谱分析和小波分析揭示外加声场对颗粒浓度的影响。结果表明：声场的引入降低了颗粒最小流化速度,声压越大最小流化速度越小,声波频率在150HZ时最小流化速度最小。颗粒浓度功率谱呈现宽频且有明显主频的低频信号,声压越大主频的峰值越小,颗粒浓度信号的主频峰值随频率先下降后上升。对颗粒浓度信号进行5尺度离散小波变换,声场流化床中颗粒浓度信号高频部分增加,低频部分减小。     

通风机房噪声模型的建立及分析

应用系统控制理论,建立通风机房噪声控制模型.在扩散声场假设条件下,采用系统学、统计学等方法来处理室内声场,避免了繁杂的数学推导.经布点监测验证,利用该模型计算通风机房噪声,预测值和实验值比较吻合,误差(ψ)在0.10～1.92 dB,平均误差为1.04 dB,模型在通风机房噪声控制是适用的.     

改进的弯曲振动板辐射声场研究

从薄圆板振动特性出发,提出了一种改进的弯曲振动板.利用瑞利积分,求出板作一阶振动时辐射声压及指向性表达式,绘出自由边界条件下弯曲振动板轴对称弯曲振动辐射声压的远场指向性图,与薄圆板作一阶弯曲振动时的声场指向性图作了对比.结果表明,改进后的弯曲振动板轴向声压不为零,而且指向性比薄圆板更尖锐.这为此类板的理论设计及实际应用提供了一定的理论依据.     

水下目标宽带回波特性的快速计算方法

基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数切比雪夫节点处的板块散射声场,再利用切比雪夫逼近理论插值得到宽频带内各频率点处的精密计算.结合分离出的随频率快速起伏项,获取每个板块的宽带散射声场,通过各板块元散射声场叠加得到目标宽带回波特性.该方法避免了传统板块元算法逐频率点计算所带来的大量板块的重复计算,可以快速、精确计算水下目标宽带回波特性,计算效率大为提高.