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时域有限差分法在超声波声场特性分析中的应用
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:0
  • 页码:89-94
  • 语言:中文
  • 分类:TB553[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学无损检测与机电工程研究所,北京100191, [2]南昌航空大学航空检测与评价航空科技重点实验室,南昌330063
  • 相关基金:国家自然科学基金(50675012)、南昌航空大学航空检测与评价航空科技重点实验室开放基金和北京市教育委员会共建资助项目.
  • 相关项目:复合材料构件的非接触超声成像技术基础研究
作者: 周正干|魏东|
中文摘要:

超声波无损检测结果与超声波换能器的声场特性密切相关,运用数值方法可以有效地进行超声波声场特性分析。介绍时域有限差分法(Finite difference time domain method,FDTD),分析二维流体运动方程并建立相关有限差分模型,使时域宽带超声波信号的分析更易于实现;应用完全匹配层(Perfect matched layer,PML)方法对FDTD计算的边界进行吸收处理,取得了理想的边界吸收效果;通过数值计算和仿真,研究超声波声场传播特性及圆盘声源声场分布特性,与相关文献的对比表明该算法有效可行;对脉冲波信号激励的聚焦超声波换能器分别进行有限差分法数值仿真和实际测量试验,声束轴向切面的声场分布试验结果表明两者的分布特性有很好的一致性。研究结果为超声波声场特性分析提供一种新方法。

英文摘要:

Ultrasonic non-destructive testing result is correlative with ultrasonic transducer sound field characteristic, and numerical method can effectively analyze ultrasonic sound field characteristics. Finite difference time-domain method(FDTD) is used to analyses 2D fluid kinetic equation, FDTD model is described. Perfect matched layer method is used to achieve boundary condition and obtain desired absorbing effect. Ultrasonic sound field propagation and disc sound source characteristic is researched through numerical calculation and simulation, effectiveness and feasibility of the algorithm is confirmed in comparison with other research results. Numerical simulation and practical measurement test is accomplished in focal ultrasonic transducer with pulse stimulated. There is good consistency existing in experiment result of sound field characteristic in axial cross section.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603