基于稀疏矩阵的两层介质超声相控阵全聚焦成像

超声相控阵全聚焦成像算法具有精度高、全范围动态聚焦的优点,但存在的成像耗时长问题限制了其实际工业应用。为提高实际检测中相控阵全聚焦成像效率,以常用的楔块耦合检测为例,基于Fermat原理计算两层介质下各阵元的延迟时间,建立两层介质相控阵全聚焦成像算法。通过减少发射/接收阵元数,以与全矩阵下具有一致的有效孔径为条件,研究发射/接收阵元分布的权重函数,建立两层介质修正稀疏全聚焦算法。以弧形分布的侧边孔为例,进行了两层介质的全聚焦成像及稀疏全聚焦成像试验,并讨论了稀疏发射阵列对缺陷定量精度及全聚焦算法计算效率的影响。结果表明:修正稀疏全聚焦算法可在保证成像精度前提下显著提高成像效率。对于32阵元换能器,当稀疏发射阵元数达到8时,稀疏矩阵相对于全矩阵的误差值在5.2%以内,但计算效率提高了近4倍。

两层介质中水平时谐电流产生的电场

为了研究舰船轴频电场的建模,在麦克斯韦方程理论基础上推导了两层介质中水平时谐电流在本层介质中产生的磁矢量势公式和时谐电场三分量公式,并通过数值方法仿真分析了海水中水平时谐电流产生的电场三分量的分布特性.通过将仿真结果与实验室船模轴频电场测量数据对比表明,舰船轴频电场分布特性与水平电流所产生的电场分布特性相似,因此可以由时谐电流电场的叠加来对舰船轴频电场建模.

覆盖两层介质的环形微带天线的谐振频率

研究两层介质覆盖层对环形微带天线谐振频率的影响是一个有意义的和重要的工作。腔模理论是计算环形微带天线的谐振频率最为简单、最为广泛使用的方法。由理想磁壁腔体模型所计算出的谐振频率理论值必须利用有效相对介电常数来校正,本文在准静态近似前提下利用汉克尔变换和伽略金方法推导出覆盖两层介质的环形微带天线的有效相对介电常数,从而比较精确地计算出谐振频率。覆盖两层介质的环形微带天线的几何图形如图1所示,在此采用圆柱坐标计统(r,θ,z)。由于该天线结构的圆对称,标量位函数φ与θ坐标无关。

利用多层横波各向异性测量方法计算两层介质的分裂参数

对实际两层各向异性介质,在一层假设条件下利用Silver和Chan(1991)的等效单层各向异性测量方法,以及在两层假设条件下利用剥去法和反演法,计算模型的分裂参数.首先利用理论雷克子波得到经过两层各向异性的观测数据,然后加入噪声之前和之后,分别计算不同反方位角覆盖条件下数据的各向异性,并与理论模型的分裂参数进行比较.结果发现在上层分裂特征已知的基础上,剥去法适用于任何模型,不管是否存在分裂,或者分裂特征在两层中如何分布;而反演法更适用于两层各向异性较强且不同的模型,其结果受噪声和方位角分布的影响.选取不同方位角分布的高信噪比数据,比较剥去法和反演法对下层分裂参数的计算结果,发现当入射方位角在两层快波方向之间时,反演结果比较可靠.最后利用这三种测量各向异性的方法,计算青藏高原东南缘CEArray台站观测到的SKS数据中记录的各向异性.除了云贵高原的台站YN.CUX表现出较明显的两层分裂特征,大部分台站下的岩石圈各向异性呈现一层或者较弱的各向异性.于是针对该台站,用反演法同时对这两层的分裂参数进行估计,上层的结果与接收函数计算的地壳分裂参数一致;下层的结果与剥去法计算的上地幔分裂参数一致,说明反演法同剥去法一样,都能有效的分析具有两层各向异性特征的介质.

水平两层均匀介质中井下电阻率观测信噪比的理论计算

在点电源水平两层均匀介质模型下计算了在不同地电断面中观测时地表干扰电流源对观测的影响。得到:地表干扰电流源对地电阻率观测电势差的影响取决于地电断面类型和参数、供电电极和测量电极的埋深以及避开干扰源的距离。本文研究结果对实施井下电阻率观测中台址电性结构选择、电极埋深、干扰源避让有参考意义。

底部热加载下两层多孔介质热流耦合现象研究

底部热加载条件下非线性流动传热问题的求解一直是多孔介质研究领域的难题。采用实验测试及数值模拟的方法,对底部热加载方式下两层多孔介质内热流耦合对流传热解的特性进行了研究。研究结果表明:在小瑞利数工况下,两层多孔介质内骨架内材料比例对温度场分布和非线性特性有重要影响;确定了非线性分叉、震荡解的特征值,并计算出了不同材料比例下的分叉及震荡所对应的临界瑞利数;通过实验验证了底部热加载时两层多孔介质内温度随时间呈非稳态震荡变化。结论可为实现热流分层、局部削弱或强化传热提供参考。

两层多孔介质热-流耦合传热的实验研究

为探讨恒温差热加载下多孔介质的对流传热变化情况,通过热-流耦合传热实验测试和数值模拟,分析模型热加载方式、长高比及材料比例对传热特性的影响。结果表明:两层多孔介质内温度水平热加载时随时间延长最终趋于稳态值,底部热加载时随时间呈非稳态震荡。两层多孔材料中高导热系数材料所占比例越大,内部测点间温差越小。当同采用水平热加载方式时,长高比为1/4比长高比为4的两层多孔介质内部测点温差小。接触面处测点温度受高导热系数材料影响更大。实验表明该预估方法是有效的。

两层多孔介质燃烧器的数值模拟

通过一维数值模拟研究了预混气体在两层多孔介质燃烧器内的燃烧特性,着重研究两层多孔介质燃烧器中的超绝热燃烧和火焰的稳定区域。结果表明,预混气体在两层多孔介质内可以发生一定程度的超绝热燃烧,贫燃极限可以扩展到0.45。两层多孔介质能够在较宽的流速范围内将火焰稳定在它的交界面上。数值预测的最小和最大火焰传播速度与实验取得了相同的趋势,其火焰传播速度至少是自由空间中的3倍。

The Filtration Problems of Fluid Containing Solute Through Layered Porous Media

In this paper, we consider the problem (θ(x,U))_t=(K(x,U)U_x)_x-(K(x,U))_x (x,t)∈G_T (θ(x,U)V(x,t))_t=(DθV_x)_x+(V(KU_x-K))_x,(x,t)∈G_T, u(x,0)=u_0(x),V(x,0),(x,0)=V_0(x),0≤x≤2, U(0,t)=h_0(t),U(2,t)=h_2(t),0≤t≤T, V(0,t)=g_0(t),V(2,t)=g_2(t),0≤t≤T. Where, θ(x,U)=θ_1(x,U) when (x,t)∈D_1={0≤x<1,0≤t≤T};θ(x,U)=θ_2(x,U),(x,t)∈D_2={1<x≤2,0≤t≤T}.K(x,U)=K_i(x,U),(x,t)∈D_i. θ_i, K_i are the Moisture content and hy draulic conductivity of porous Media on D_i respectively. V be the the concentration of solute in the fluid. In addition we also require that U, V, (K(x,U)U_x-1) and DθV_x+V(KU_x-K) are continu ous at x=1. We prove the exisence, uniqueness and large time behavior of the problem by the method of reg ularization.