中国科学技术大学青年科学基金(KA2100230001)
- 作品数：8 被引量：12H指数：3
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- 吸收媒质中非线性超声场的一种并行计算仿真方法
- 2009年
- 为了解决非线性超声场数值计算中计算时间长、存储空间大的问题,提出一种并行计算模型,将声场分解成若干子区域,利用数个PC机、计算机网络和MPI并行编程分别计算子区域声场并最终求出整个声场。对吸收媒质中非线性Bessel声场的计算仿真结果表明:采用并行计算模型可以显著提高频域有限差分法计算效率并降低对单个PC机存储空间的要求。
- 程琴琴杜宏伟李进彭虎
- 关键词：并行计算有限差分法
- 吸收媒质中非线性Gauss聚焦超声场的仿真研究被引量：1
- 2007年
- 通过频域有限差分法求解KZK方程,对吸收媒质中Gauss聚焦超声换能器的基波和高次谐波声场进行计算和仿真,研究了各次谐波沿传播方向的分布规律,发现高次谐波声场同样具有Gauss聚焦特性,并且谐波阶次越高,聚焦特性越好.此后讨论了不同的吸收系数对Gauss声场聚焦特性的影响,结果显示吸收系数的改变不会影响Gauss声场的径向分布形状,但吸收系数的增加导致聚焦区域声场强度的减弱,甚至聚焦无法实现.
- 杜宏伟彭虎韩雪梅杨晓宇冯焕清
- 关键词：有限差分法
- Gauss聚焦脉冲波非线性声场特性被引量：3
- 2010年
- 研究了一种窄带脉冲激励下Gauss聚焦波的非线性声场特性.采用解析方法求解KZK方程,理论研究了基波和二次谐波的空间分布规律.结果表明,基波和二次谐波声场沿径向均近似服从Gauss函数规律,且二次谐波波束更窄,但仅在准单色波条件下波束宽度与2成近似反比关系,时域方法的数值计算结果验证了理论结论.
- 杜宏伟陆伟
- 关键词：二次谐波
- 基于空域分解的非线性有限声束快速计算
- 2011年
- 研究非线性有限声束的一种快速数值计算算法.理论研究表明非线性有限声束存在多种耦合:谐波之间的全耦合,各场点沿轴向的递推耦合以及沿径向的局部耦合,因此可以通过声场的径向空间区域分割提高计算效率,采用多线程实现并行计算.对非线性高斯聚焦波的计算结果表明,当声场计算规模与分割线程数合理匹配时,算法能够显著提高计算速度同时保证计算精度,计算结果与理论分析相符.
- 先永利杜宏伟王从政彭虎
- 关键词：多线程
- 基于Fourier-Bessel级数的Bessel型超声场二次谐波近场特性研究被引量：5
- 2007年
- 将Fourier-Bessel级数引入KZK方程的求解,用于计算黏滞媒质中零阶Bessel型超声场的二次谐波声场,得到其级数形式的解析解,并由此得出二次谐波声场在近场分布的一个新结论.设声源表面声压分布为J0(α0r),则二次谐波声压在近场的径向分布服从J02(α0r)函数规律.这一结论合理解释了相关的实验结果,表明二次谐波声场在近场和远场有不同的径向分布,从而解决了非线性Bessel型超声场二次谐波的近场分布问题.研究还发现二次谐波声场具有类似基波声场的有限衍射特性.给出了一个数值计算和仿真实例.
- 杜宏伟彭虎江朝晖冯焕清
- 有限衍射X波非线性声场特性研究被引量：1
- 2010年
- X波用于超声成像可以获得很高的帧率,但在线性成像模式下图像空间分辨率相对于传统的聚焦成像有所下降.本文通过时域数值方法求解KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程,研究有限衍射X波的非线性声场特性.结果表明:无论宽带或限带X波,其非线性声场同样是有限衍射波,并且二次谐波具有比基波更窄的主瓣和更小的副瓣.采用X波的二次谐波进行成像能够在整个成像区域获得更高的分辨率.理论分析验证了数值计算结果.
- 杜宏伟陆伟彭虎
- 关键词：二次谐波
- Gauss型超声场谐波特性的理论研究被引量：3
- 2007年
- 通过频域有限差分方法求解KZK方程,对Gauss型超声换能器的基波和高次谐波声场进行计算,研究了各次谐波的分布规律,发现高次谐波声场在径向同样服从Gauss函数的分布规律,并且对于任意的n,第n次谐波的波束宽度和n^(1/2)成反比,这表明谐波阶次越高,声场特性越好。后半部分对上述结论给出了理论证明。本研究验证了相关的实验结果,从而实现了对非线性Gauss型超声场在实验、数值计算、理论证明三个方面的完整描述。
- 杜宏伟彭虎韩雪梅于盎宁冯焕清
- 关键词：有限差分法
- 吸收媒质中非线性X波的计算仿真
- 2009年
- 通过数值方法求解KZK方程,对吸收媒质中X波的非线性声场进行计算和仿真。结果表明:在非线性、衍射和吸收三种效应的综合作用下,X波的非线性声场同样具有类似于线性声场的显著的有限衍射特性,可以在整个成像区域获得一致的高分辨率,从而同时实现较高帧率和较高分辨率的超声成像。
- 杜宏伟
- 关键词：非线性
