基于Mie散射理论的微球体颗粒数值模拟计算和实验研究

应用Mie散射理论,在散射角0～π范围内,模拟微球体颗粒的散射光强度与粒径大小的变化关系,分析了相对折射率的大小对散射光强度的影响;在实验装置条件下,分别模拟了散射光强度与粒径大小的变化关系及2um、5um、10um三种粒子的散射光强度与波长的变化关系。实验验证了数值模拟与实验结果基本一致,也证明实验中粒子散射遵从Mie散射理论模型。     

亚微米级扁椭球颗粒群的散射特性

采用T矩阵方法计算亚微米级扁椭球随机取向分布颗粒群的散射特性,研究消光截面、散射截面、吸光截面、单散射反照率、非对称因子以及散射矩阵元素与颗粒的大小、折射率、长短轴比之间的关系。结果表明,随颗粒粒径增大,消光截面、散射截面、吸光截面、非对称因子都单调增加,散射相函数F11的角分布曲线特征可以区分颗粒的大小;颗粒越偏离球形,颗粒对入射光的衰减效率越低,后向散射光强越强,在轴比不大时,前向50°内的F22/F11值可以区分颗粒的形状;折射率变化主要是对后向散射光的分布产生影响,实部、虚部的变化可分别通过F34/F11的角分布曲线、F12/F11的第一个峰值来体现。     

广义双对角占优矩阵的Schur余

我们知道对角占优矩阵的Schur余是对角占优矩阵,对于双对角占优矩阵也有这样的性质,这种性质也可以推广到严格广义双对角占优矩阵的情况。本文研究了非严格广义双对角占优矩阵的Schur余,给出了广义双对角占优矩阵的Schur余仍可保持对角优势的特性。     

双球体挠性接管充压泄漏故障原因分析与测定

针对双球体挠性接管某次充压试验发生泄漏故障,对故障原因和故障测定进行了研究。通过对挠性接管安装、挠性接管密封面的损坏情况以及胶管帘子布损坏部位勘验,结合KST-F(0)G挠性接管的结构分析,测定发生泄漏的原因是接管安装不合理造成,并通过试验再现了故障,验证了分析结果。由此进一步规范了双球体挠性接管安装要求。     

双温度法改进动态光散射仪测量精度研究

提出了双温度法来提高动态光散射法测量纳米颗粒粒径的测量精度。在详细分析了动态光散射法中各种误差来源的基础上,总结出大多误差来源与样品池的温度变化无关,讨论了温度对溶液的黏滞系数及系统的扩散系数影响,在此基础上提出了双温度法剔除与样品池温度无关的噪声来源,从而改善动态光散射的测量精度。实验结果证明了改方法的可靠性。     

利用线性抽样方法重建Dirichlet边界条件声波散射区域

线性抽样方法是考虑一个第一类线性积分方程中的参数从区域内部趋近散射区域边界时,该方程的解趋近于无穷大。本文在此基础上就Dirichlet边界条件的声波反散射问题,利用积分方程理论严格证明了线性抽样方法对其的可用性,具体数值例子表明该方法是有效的。     

基于部分散射系数矩阵的缺陷识别方法研究

为了在相控阵超声成像检测时实现缺陷的定性分析,采用部分散射系数矩阵表征传感器采集到的部分散射场信息,并利用部分散射系数矩阵图进行缺陷识别。以相控阵超声全阵列采集获取到的全矩阵数据为基础,结合声波传播过程的衰减性,采用逆向补偿的方法将全矩阵数据补偿到以缺陷为中心的同一圆周上,以此获取缺陷的部分散射信息,并采用部分散射系数矩阵来表征。通过分析缺陷的部分散射系数矩阵图特征,对缺陷进行定性分析和判别。采用此方法对两种典型的缺陷进行仿真实验,结果显示,部分散射系数矩阵图不仅对圆孔和裂纹两类不同缺陷表现出差异性,对同类型不同尺寸和不同角度的裂纹也有明显的不同之处,表明利用该方法可实现缺陷的定性识别。     

平顶有肋柱壳低频散射特性研究

应用边界元(BEM)和有限元(FEM)耦合方法对平顶有肋柱壳在声波轴向入射时的低频反向散射特性和振动位移状态进行了计算,对结果作了分析。并且实验测量了与计算相同的三个目标的低频反向散射特性,同计算结果相比较,结果基本一致,理论和实验结果均证明了肋骨存在对回波强度的影响,改变了原有振动系统的振动分布,使得散射谐振发生变化。     

基于板材超声散射方法的研究

对于板材焊接接头常用的超声检测方法是脉冲反射法,而超声反射法对于一些垂直于入射面的面状缺陷难于检出,并且上下表面的缺陷有一定的盲区。基于这些局限性,研究超声散射法能够很好的解决。由于超声束近似球面散射,提出一种散射模型为斜发直收同侧。试验证明,采用这种方法能够容易识别垂直于入射面的面状缺陷。     

局部双α对角占优矩阵及其应用

本文提出了两类局部双α对角占优矩阵,给出了其为广义严格对角占优矩阵的几个充分条件,并用数值例子说明了所得结果的有效性.     

粗糙面上声散射的算子展开法研究

采用算子展开法研究了粗糙面的声散射问题。首先,给出了算子展开法级数展开的理论推导过程,并对q^因子进行了修改,使其得以用FFT实现。然后,给出了在修改后q^因子作用下前三阶的算子展开式。最后,将计算结果和速度与积分方程法、小斜率近似法进行了比较,比较发现算子展开法计算精度很高,对q^因子修改后,计算速度也得到了有效的改善。因此,算子展开法是一种处理粗糙面声散射问题的较好方法。     

双T网络滤波器在电子仪器中的应用

本文给出了双T网络滤波器的电路结构形式,分析了其滤波特性和在电子仪器中的应用。     

随机起伏界面声散射的实验与理论研究

进行了二维粗糙海面声波散射特性的水池实验,测量了不同入射角、散射角以及方位角条件下所对应的散射强度。实验通过不同位置风扇对水面的吹拂获得粗糙水面,分别对水平面上互相垂直的两个方向上的水面波高变化进行了测量,利用周期图法估计出这两个方向上的空间功率谱,验证了实验中的粗糙水面是各向同性的。利用改进的空间域处理技术去除了总声波信号中的直达波和其他固定位置散射体的散射信号,获得了粗糙水面的声波散射信号。利用小斜率近似方法计算了二维粗糙海面的声散射特性。实验与模拟计算结果比较,证实了计算二维粗糙海面声波散射特性的小斜率近似方法的有效性与准确性,相互印证了实验与理论。     

非均匀软组织声散射模型的研究概况

本文综述了非均匀软组织声散射模型的研究概况及其在超声组织定征中的应用。将声散射模型进行了系统的分类介绍。并对在建立软组织声散射模型中存在的问题以及研究声散射模型的重要意义进行了分析和讨论。     

利用 T矩阵法实现大衰减量的测量

针对现有衰减校准系统量程小,难以满足步进衰减器等大衰减量计量需求的问题,通过对微波网络理论的分析研究,提出了利用T矩阵法实现大衰减量测量的方案,介绍了微波网络参数的模型,详细介绍了T矩阵法的实现过程,经过实测验证,方案可行,可为大衰减量的计量测试提供一套切实可行的解决方案。     

深海波导中目标低频声散射特性研究

针对深海环境中目标的主动探测问题,建立了深海波导中目标低频声散射仿真的简正波耦合边界元理论模型。首先仿真了深海波导中Munk声速剖面条件下的声传播特性,然后根据深海波导中的声传播特性,仿真计算了声源位于不同深度时,波导中目标低频散射回波强度随声源与目标之间水平距离变化的特性。仿真结果表明,当声源深度为100 m(近海面)与1 400 m(声道轴)时,受完全声道的影响,在会聚区附近范围内散射回波强度较大;声源深度为4 900 m(近海底)时,受直达波与一次海面反射波的影响,在中近距离(小于40 km)范围内散射回波强度较大;对于接收水听器而言,置于临界深度以下时主动探测的距离更远。     

求解水下非圆弹性环声散射问题的一种半解析方法

基于传递矩阵法、齐次扩容精细积分法和复数矢径虚拟边界谱方法 ,提出了一种求解水下非圆弹性环声散射问题的半解析方法。该方法具有以下几个优点 :(1)采用复数矢径虚拟边界谱方法 ,不仅能保证在全波数域内Helmholtz外问题解的唯一性 ,而且由于虚拟源强密度函数采用 Fourier级数展开 ,克服了用单元离散解法不能用于较高频率范围的缺点 ;(2 )采用齐次扩容精细积分法求解非圆弹性环的状态微分方程 ,其计算结果具有很高的精度 ;(3)耦合方程不需要交错迭代求解 ,提高了计算效率。文中给出了两个典型非圆弹性环在平面声波激励下的声散射算例 ,计算结果表明本文方法是一种求解二维非圆弹性环声散射问题非常有效的半解析法。     

小斜率近似方法分析粗糙界面声散射问题

利用小斜率近似方法计算了起伏海面的声散射特性,得到了具有高斯分布粗糙海面的平均反射系数（即镜反射系数）计算公式,并与微扰法和Kirchhoff近似做了比较,结果表明小斜率近似是一种非常有效的分析起伏表面散射特性的近似方法。最后讨论了海面镜反射系数随海面的不平整度（波浪的均方根高度）、声波频率和声波入射方向的变化关系,得出了只有在声波波长和起伏波浪高度可比拟时,才有明显的镜反射的结论。这为分析浅海目标声散射特性时,选择是否需要考虑海面（海底）所引起的多途效应提供了理论依据。     

某小型潜航器的声散射特性研究

运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性.计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进行对比,吻合较好.研究表明潜航器中的桅杆结构对其散射有较明显影响.     

穿孔扩张消声结构的声场传递矩阵研究

基于管道声学理论,分析了气流和声波同时通过穿孔孔径的穿孔管扩张消声结构的声传递基理,通过等效物理模型简化与单元划分,推导其声场传递矩阵,理论计算与实验结果对比表明,所建数学模型具有较高的预测精度.