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含气泡的水具有非常强的非线性声学特性。而超声造影剂则能在流体介质比如血液中产生大量的悬浮气泡。这种气泡在时域是非稳态的。它在强的超声波的驱动下会产生振动,当驱动的频率和强度适当时,会形成共振,从而表现出非常强的非线性。这种自由气泡的共振又会产生声波,从而使声场表现为非线性。本文从理论上分析了这种介质的非线性声学特性,并将超声造影剂注入水中,使其产生相当数量的悬浮自由气泡,以造成这样一种含气泡的流体介质的声学环境,进行超声驱动。从所含气泡的粒度、数量以及声场的非线性特性等方面进行了分析对比,结果表… 相似文献
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1 引 言近年来 ,含微气泡液体的非线性声学特性引起了人们极大的兴趣。液体中的空气泡是很好的声散射体 ,能产生强的超声散射信号。液体中气泡的非线性振动 ,尤其是在它们的共振频率附近的非线性振动 ,使得它们的存在能够增强液体的声学非线性效应。因此 ,研究含有微气泡的液体的非线性声学特性是非线性声学领域也是它的应用领域的一个重要课题。例如 ,利用含微气泡液体的非线性声特性是水声学中用来增强声参量阵效率的一个有效方法。媒质的非线性声特性可以用非线性声参量 B/A来描述。到目前为止的所有文献上 ,液体、生物流体和组织的非… 相似文献
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超声诊断广泛的临床应用和技术上的不断改进,获得生物介质病变组织更多、更为精细的内部结构与信息的要求逐渐被提了出来,为此就必须考虑超声波在生物介质中传播的非线性效应。非线性声学对医学超声诊断与治疗都具有非常重要的现实意义。文章试图从气泡造影剂、生物介质的非线性参数及二阶谐波反射成像3个方面来评述非线性声学在医学诊断中的应用,同时特别强调二阶谐波反射的理论基础,还用3个样品作了数值计算。 相似文献
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低频超声联合微泡造影剂有可能用于治疗肿瘤,因此开展造影剂低频的动力学特性研究是十分重要的。将低频声场(26.2kHz)中有壳和无壳的微泡造影剂视为以流体为负载的非线性振子,由带耗散函数的拉格朗日方程导出在不可压缩的粘滞流体中造影剂球对称振动的运动方程,利用球谐振腔和Mie散射技术对CO2微泡和带人白蛋白壳的全氟丙烷造影剂微泡进行了气泡散射光强I(t)曲线的实验测定,结果与数值模拟曲线相一致。表明:有壳和无壳的造影剂微泡在低频稳态空化时同样呈现大幅膨胀、迅速塌缩和回弹的非线性振荡;如处于内径较小的微血管中,微泡周期性大幅度(>血管内径)膨胀收缩将会引起血管轴向破裂,形成微血管栓塞;而在塌缩相,微泡内的气体被急剧压缩,泡内压强急剧增大,易在泡壁不稳定处形成高速微射流,诱发内皮细胞损伤而形成血栓。 相似文献
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相较于铆接、螺接、焊接等连接方式,板状粘结构件具有质量轻、应力分布均匀等特点,广泛运用于航空航天、车辆制造等工业领域。板状粘结构件在服役过程中出现的粘结强度退化、弱粘结等会影响其服役可靠性及安全性,因此对粘结强度进行检测十分必要。非线性超声导波对材料微观结构特征变化比较敏感,可用于粘结构件的粘结强度检测。采用非线性超声导波对铝合金-环氧树脂-铝合金板状构件进行检测,通过不同的固化工艺制备粘结结构件模拟不同粘结强度,检测结构件中传播的非线性超声导波,计算超声非线性参量,获得超声非线性参量在不同固化工艺下的变化趋势。通过拉伸实验测得粘结强度,进而构建超声非线性参量与粘结强度的关系。实验结果显示,粘结强度越大,超声导波的非线性参量越小。该研究表明,非线性超声导波可有效检测板状构件的粘结强度,为工业检测板状结构粘结强度提供了有效方法。 相似文献
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目的 在不同振幅的超声振动辅助情况下,研究6061铝合金材料拉伸性能和微观组织的变化。方法 在不同超声振幅条件下进行了不同拉伸速率的超声辅助拉伸试验。通过显微硬度计对拉伸试件的硬度进行测量。采用扫描电子显微镜观察分析断口形貌。采用金相显微镜观察超声振动作用下材料微观组织的变化。结果 随着超声振动的施加,拉伸试件的显微硬度显著提升,显微硬度的增幅与超声振幅和振动施加时长成正比,试件断口中的韧窝尺寸和韧窝数量显著提高,大尺寸晶粒数量显著下降,细小晶粒持续增加。拉伸过程中的流动应力显著下降,屈服强度从285.01 MPa下降至264.51 MPa,抗拉强度由355.71 MPa下降至336.09 MPa,伸长率变化较小。结论 在拉伸过程中超声振动起到硬化作用,硬化作用效果的主要影响因素是超声振动的振幅大小和超声作用时长。产生超声硬化效果是因为在超声的作用下,材料的小尺寸晶粒数量显著提升,从而产生的细晶强化效应导致力学性能增强。 相似文献
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超声波产生的声辐射力可以实现对微小物体的操控。针对微米尺度颗粒在液体环境的操控问题,基于黏性介质中的声辐射力理论,建立由双凹球面聚焦超声换能器驱动下的水下颗粒操控模型。利用COMSOL软件仿真了模型的声场、声流场及颗粒操控动态过程,最后通过水下颗粒操控实验对仿真结果进行验证。研究发现,颗粒在水下操控过程受到声辐射力与声流曳力的共同作用,由声波干涉作用形成的局部驻波场主要依靠声辐射力将颗粒团聚在波节位置,但随着颗粒尺寸的减小,颗粒无法继续束缚,颗粒操控将由依靠声辐射力转变为声流曳力。此外声场强度的增加会增强颗粒操控的抗扰动能力。 相似文献
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讨论并分析了600℃的SiCp/ZA27熔体中超声的作用机理和有效作用范围.研究结果表明:在实验所用超声处理条件下(20kHz,1kW),ZA27合金熔体中声空化效应引发的熔体局部高压最大可达105MPa,局部高温可达1.77×104K;声流在熔体体系各个部位的作用强度不同,要获得优质的复合材料就必须在工艺上保证熔体的各个部位均能受到超声的有效作用.高能超声之所以能够制备出颗粒均匀分布、界面结合良好的SiCp/ZA27复合材料是高能超声在金属熔体中产生的声空化与声流共同作用的结果. 相似文献