固体中线性相控阵列的瞬态聚焦特性

针对线性相控阵列在固体介质中的声场聚焦特性及参数优化问题,该文给出了一个线性阵列的纵波瞬态聚焦声场模型。数值结果表明,当阵元被短时脉冲信号激励时,瞬态聚焦声场中不会形成栅瓣,突破了传统稳态理论模型中对阵元间距的限制;同时由于横纵波在聚焦区域内可完全分离,声束旁瓣的幅值也得到了抑制。其次,增大阵元间距能够显著提高聚焦性能,但会导致聚焦声场能量减弱,综合考虑后,最佳的阵元间距为一个波长左右。并且发现,阵元宽度对于聚焦性能几乎没有影响,但宽阵元能够提高聚焦能量。此外,受到纵波激发特性的影响,使得相控阵只能在低偏转角处获得理想的纵波聚焦性能。最后,采用不同阵元间距的相控阵探头对试块进行成像实验,观察到大阵元间距可以显著改善缺陷成像分辨率,从而验证了理论分析的结果。

基于极点对称模态分解方法的聚焦波群演化特性研究

应用相位聚焦技术在船模拖曳水池生成了基于等波陡谱的聚焦波群,采用极点对称模态分解(Extreme-point Symmetric Mode Decomposition,ESMD)方法研究了不同组成波带宽、不同聚焦波幅的聚焦波群的演化特性,重点分析了破碎与非破碎工况聚焦波群波面升高时间历程模态函数的瞬时频率、瞬时振幅和总能量的演化特性,研究发现基于总能量演化的聚焦位置分析可以较为准确地识别非破碎聚焦波群的实际聚焦位置,可以有效地描述聚焦波群发生破碎后继续传播和聚焦的演化过程,这些发现有助于深入理解非线性瞬态聚焦波群的演化特性。