一、Self-focusing of acoustical beam in solid by time-reversal processing（论文文献综述）
高烽伟[1]（2020）在《基于时间反转法导波的锚杆锚固缺陷检测研究》文中研究指明锚杆普遍应用在矿井、隧道、铁路和城市建设等行业中。在其长期的工作受力中,不可避免的会出现各种各样的缺陷和磨损,从而造成工程的安全隐患,需要对锚杆进行定期的检测。工程中利用超声波技术进行锚杆的检测,其具有被检测距离长、效率高和工程成本低的特点,可以广泛的应用在实际工程的检测领域中。本文采用理论分析、数值模拟以及实验验证的技术路线,利用时间反转导波的方法对锚杆和锚固的缺陷检测进行了研究。主要内容为:利用有限元仿真软件ABAQUS对锚杆的周向缺陷和锚固系统的强度和密实度缺陷进行了时间反转波形检测。仿真结果表明,和直接导波检测相比,时间反转导波信号可以检测出更小的锚杆缺陷;在时间反转波形检测中,截取的缺陷信号回波的时间窗长度是影响时间反转导波检测能力的重要因素。研究了锚杆缺陷的损伤比随缺陷的深度、宽度和缺陷的个数的变化规律;研究了锚固缺陷的损伤比随锚固的密实度和缺陷种类的变化规律。搭建了锚杆锚固系统的超声导波检测实验平台,实验验证了时间反转导波可以明显的提高锚杆缺陷的检测能力,并且能够检测更小的缺陷。得到了对不同深度、宽度和时间窗长度的锚杆缺陷的变化规律;得到了对不同锚固强度和密实度的锚固缺陷的变化规律。运用基于激励波形的匹配追踪算法对锚杆的单缺陷和双缺陷的回波信号进行了分解与重构。结果表明,根据把波形信号进行分解重构后的正负号的不同可以区分出单缺陷和双缺陷,两原子之间的间隔反映出单缺陷的缺陷宽度和双缺陷的间隔距离。
周振宇[2]（2020）在《经颅磁声电刺激时间反演聚焦方法研究》文中进行了进一步梳理无创式脑功能调节方法对神经精神类疾病诊断与治疗具有重要意义。经颅磁声电刺激（Transcranial magneto-acousto-electrical stimulation,TMAES）作为一种新型无损脑神经刺激手段,通过超声和磁场共同作用于神经组织,进而产生感应电流以实现对目标脑区的调控,兼具较高的空间分辨率和良好的刺激深度等优势。目前,经颅磁声电刺激过程中,均采用超声单元换能器辅以准直器进行声场聚焦,聚焦灵活性不足,限制了感应电流这一关键刺激参数的可控性,进而影响整体刺激效果。本文采用时间反演方法利用相控阵换能器实现声场聚焦,增加了感应电流控制方式,提升TMAES刺激的灵活性,主要研究工作包括以下几个部分:1、探讨了经颅磁声电刺激原理,对磁声耦合电效应的作用机理进行研究,根据声波动方程和Helmholtz-Kirchhoff积分定理分析了不同聚焦方式下声场的计算方法。列举了目前国内外常见的超声聚焦方式,包括单振元自聚焦、换能器配备声透镜聚焦以及相控阵电子聚焦,对比了不同聚焦方式的优势和不足以及其各自的聚焦原理,介绍了时间反演聚焦方法的基本思想和实现步骤,为后文的研究提供理论依据。2、建立了磁声电刺激聚焦区域评价方法,确定了聚焦深度,刺激强度,焦域宽度,焦域深度以及偏转角度作为聚焦特性的的评价指标,用来衡量声场和感应电场聚焦水平。分别计算了平面探头、自聚焦探头和相控线阵探头的声场分布,探究了超声频率、换能器尺寸、换能器结构、发射波形以及偏转角度等因素对聚焦特性的影响和作用规律。3、根据大鼠CT扫描数据重建了具有真实颅脑结构和解剖学特性的大鼠头部模型,通过有限元方法求解了颅内声场和电磁场的分布情况,并基于该模型采用相控线阵结合虚拟点源的时间反演法进行超声单点聚焦,根据真实颅脑的声学特性求解颅内声场分布,自适应补偿了由于颅骨产生的焦点的偏移现象。研究结果表明,相控阵超声换能器相较于传统单振元换能器具有明显优势,可以极大提升刺激灵活性和可操控性,实际刺激实验中应根据刺激要求选择合适的换能器阵列参数。大鼠颅骨对超声传播产生的扭曲和衰减不可忽略,会导致目标靶点与实际靶点位置的偏移,采用基于大鼠真实头模型的虚拟点源时间反演相控阵聚焦方法可以对焦点偏移现象进行自适应补偿,有助于推动经颅磁声电精准脑调控技术的发展。
高晓霞[3]（2019）在《复式晶格声子晶体的异常传播特性研究》文中提出声子晶体是一种新型人工复合材料,能够灵活调控声波、弹性波和表面波的传播,在声屏障、声波导和声透镜等声学器件方面有重要的应用价值。近年来,利用声子晶体的通带性质调控声波的传输,可以产生异常的波动现象,如高分辨率成像、隐身及非对称传输等。因此,本文针对复式晶格声子晶体通带中的声波传播行为,展开数值计算与仿真模拟研究,探索其新颖的波动性质与现象,主要研究工作如下:1.基于有限元方法,数值计算复式晶格声子晶体的能带结构与等频率曲线,进一步模拟声波在晶体中的传播行为,分析波动蕴含的物理机理。2.根据复式晶格声子晶体的能带结构与等频率曲线,分析声波实现负折射的条件,构造声子晶体平板透镜,探索其点源成像性质。研究结果表明:在相同的归一化半径下,（44）晶格、（4.82）晶格、（32.4.3.4）晶格和（33.42）晶格声子晶体均存在负折射现象;在平板透镜的点源成像中,（44）晶格和（32.4.3.4）晶格能够获得较高声压幅值的成像,（4.82）晶格和（33.42）晶格可以实现亚波长成像,且成像分辨率突破衍射极限,显示出这两种复式晶格声透镜在工程领域的应用前景。3.提出一种声波对称传输的梯度声子晶体,其梯度折射率为双曲正割函数。通过合理设计折射率的分布及结构组成,可以灵活调控声波的传输,并实现自聚焦、隐身与调节波束宽度等效应。4.提出一种复式梯度声子晶体,其打破结构的空间反演对称性,可以实现声波的非对称传输。通过设计单胞中两个散射体的偏转角和旋转梯度,实现声波从不同方向入射时的波束分离与聚焦现象,达到非对称传输效果。5.针对复式梯度声子晶体,研究了结构偏转角、旋转梯度角和层数对声波非对称传输的影响,分析了波束分离和聚焦的一般规律,为设计非对称传输的声学器件提供理论依据。
李海峰[4]（2018）在《基于时间反转的一维构件超声检测抑噪技术研究》文中研究表明杆状一维构件在工业建筑中应用很广,在这些杆状构件的生产过程中往往会出现瑕疵,由于这类构件主要起承重作用,面临的压力较大,如果存在瑕疵很容易破损,酿成事故。检测过程中不能对结构体造成损坏,因此对杆状构件进行无损检测具有一定优势。桩基等杆状构件按材质可分为桩基类构件和钢杆类构件,工程上主要利用超声检测技术对杆状构件进行无损检测。研究表明超声的多径效应以及多模态效应会使检测信号出现畸变失真,并且在实际检测过程中会夹杂着各种噪声,使信号的检测带来困难。为了提高杆状构件信号的检测效果增强系统的信噪比,对时间反转算法的聚焦特性以及抑噪效果进行了研究。建立了基于时间反转法的超声信号聚焦模型,仿真结果表明,时间反转算法能够对信号实现噪声的抑制。由于多径效应和噪声的干扰会使桩基超声检测损伤信号很难分辨,损伤信号会被湮没,即使对信号进行小波包分解,损伤信号仍然难以分辨,并且会使检测信号的信噪比降低,降低信号检测系统的质量。针对以上问题,提出改进的基于小波分析的时间反转算法,即对超声检测实测信号进行小波阈值去噪,小波分解以及时间反转模拟重发仿真实验,结果表明此方法能够抑制检测信号中的噪声,信号的奇异点更易于观察,更有利于对损伤信号的定位,能够将检测信号中的损伤信号分离和聚焦并且能提高检测系统的信噪比,使信噪比平均提升9.4dB,提高了检测系统的质量。为了解决桩基检测中噪声干扰问题,研究了时间反转算法对不同噪声的抑制效果,实验结果表明,时间反转算法具有抑噪能力,且对不同类型的噪声抑制能力不同,由于超声在传播过程中既存在多径效应又存在多模态效应会使得信号失真更加严重,因此提出基于多径效应与多模态效应相结合的时间反转算法,仿真结果表明,此算法能够更加有效的抑制信号的多径效应、多模态效应,对损伤回波信号进行聚焦增强,对检测系统的噪声有效的抑制,使信噪比平均提升了 20.8dB。为了进一步提高系统的信噪比对信号的聚焦效果进行改善,提出了基于信道特性的时反抑噪算法,该算法能够优化检测信号,提高系统抑噪能力,使信噪比平均提升22.3dB。
李羽可[5]（2016）在《基于聚焦时反的钢板Lamb波成像检测技术研究》文中提出钢板被广泛用于军事、航空航天、汽车、化工等诸多领域,由于其在制造和使用过程中不可避免的会出现腐蚀、裂纹等缺陷,因此其生产质量和使用寿命对相关设备安全运行具有重要影响。本文针对大面积钢板检测可视化的实际需要,基于时间反转成像原理,利用超声波相控阵合成孔径聚焦技术,研究了一种基于聚焦时反的钢板Lamb波超声成像检测方法。在此基础上,通过MATLAB信号处理和COMSOL有限元仿真,实现了钢板缺陷的二维成像,为金属板材缺陷的可视化检测提供了一种新方法。论文主要研究工作包括:（1）介绍了超声检测理论、超声相控阵检测理论以及时间反转理论,研究了一种新的基于线性阵列聚焦-时间反转（Linear Array Focusing Time Reversal,简写为LAFTR）的超声成像检测方法,推导了其理论模型,并给出了其在钢板探伤中的方法步骤。（2）基于LAFTR超声成像检测方法,利用MATLAB对线性阵列的激励源、聚焦模式、参与聚焦的阵元数以及聚焦间距等参数进行了优化,在此基础上,结合实验条件,选择最优阵列参数,并利用COMSOL软件对聚焦效果和成像质量的影响因素进行仿真计算,同时通过物理实验对仿真结果进行验证。（3）研究了缺陷回波信号的小波去噪、时间反转等信号处理方法,针对单一缺陷、非中心缺陷和双缺陷等不同缺陷形态,采用LAFTR超声检测系统,分别进行了钢板缺陷的成像质量分析。结果表明,该成像系统的横向分辨率为10mm,纵向分辨率可依据不同的激励持续时间以及声速来确定。
高爽[6]（2016）在《基于时间反转的杆状构件检测信号处理方法研究》文中提出桩基,钢筋,锚杆都是建筑与工业中广泛应用的杆状构件。在这些杆状构件的生产过程中,建造工艺的不足容易导致孔洞、杂质、裂纹等损伤的出现,给工程带来巨大的安全隐患。因此对杆状构件进行无损检测,在保障构件质量、促进安全生产方面具有非常重要的意义。杆状构件按材质可分为桩基类构件和钢杆类构件,二者最主要的无损检测技术分别为应力波检测和超声导波检测。本文对这两种检测技术进行了调研,发现应力波的多径效应和超声导波的多模态效应易使检测信号出现畸变失真,为损伤的识别带来困难。本文旨在研究一种基于时间反转法的杆状构件检测信号处理方法,可以在畸变失真的检测信号中将损伤信号聚焦和放大,以提高检测效果。通过理论分析、仿真实验和有限元数值模拟实验,对时间反转法聚焦损伤信号的性能进行了以下几方面的研究:针对应力波检测技术中的信号失真问题,建立了基于时间反转法的应力波多径信号聚焦模型,并进行了仿真实验,结果表明此模型能够有效地抑制多径效应和系统噪声的影响,并将损伤信号聚焦放大。结合小波包分析,提出了基于时间反转法的检测信号处理方法,对工程实测的桩基应力波检测信号进行模拟重发仿真实验,结果表明此方法能够将其中的损伤信号分离并聚焦。针对超声导波检测技术中的信号失真问题,通过对钢杆中的导波模态进行分析,建立了基于时间反转法的超声导波多模态信号聚焦模型,仿真实验结果表明,此模型显着地去除了多模态效应导致的信号畸变,聚焦了损伤信号的同时提高了接收端的信噪比。通过ABAQUS有限元分析与建模,提出了基于时间反转法的钢杆超声导波检测数值模拟方法,将实验结果与理论结果进行对比,验证了时间反转法能够实现损伤信号的能量聚焦,并对聚焦效果的影响因素进行了对比研究。
吴其建[7]（2016）在《基于非线性声学的铝材疲劳裂纹检测方法研究与实验》文中提出金属疲劳是金属结构失效的主要原因。由于铝合金板材广泛应用于飞机以及航空航天器材的结构当中,一旦失效,必然会造成巨大的损失,甚至是人员伤亡。本文以非线性声学原理为基础,将光学领域引申而来的声学时间反转法应用到声波信号的处理中,对铝合金板材中疲劳裂纹的特性进行了细致的研究。对固体介质中非线性超声波动方程进行了分析,证明了可以通过固体非线性系数?来表征金属材料的疲劳程度。分析了时间反转技术的原理,对时间反转法的理论表达式进行了推导,介绍了时间反转法在疲劳裂纹检测中的应用。构建了一个以圆形压电传感器（PZT）为核心的疲劳裂纹检测系统,该系统由任意波形发生器、信号发射PZT、待测2024航空铝合金板、信号接收PZT、数字存储示波器、激光测振仪和计算机数据采集、分析软件组成。选取50kHz到1MHz之间的频率进行实验,含有疲劳裂纹的样板中有二次谐波出现,但二次谐波的幅度较小,表明用非线性系数?来表征介质损伤程度并不理想。利用时间反转原理的优越性可提高信噪比和自适应聚焦,可有效解决超声波在介质传播中衰减的问题。通过对铝合金板材自聚焦特性的研究,确定猝发兰姆波为时间反转过程的激励波型。通过对铝合金板材进行单阵元与多阵元声波时间反转的自聚焦实验研究,证明时间反转法可提高声波信号的信噪比,并产生良好的聚焦增益。此外,对含有不同疲劳裂纹的铝合金板材进行声波自聚焦实验,证明铝板中疲劳裂纹的大小对声波自聚焦的峰值幅度影响不大,当铝板中出现宏观裂纹时,时域波形聚焦峰值区域出现等幅方波,在其相对应频谱中,出现新的频率成分即三次谐波。
马慧颖,曾向阳[8]（2015）在《声学时间反转定位方法及其应用》文中研究指明引申自光学相位共轭法的声学时间反转法具有自适应聚焦特性,可以修正介质的不均匀和声干涉现象导致的波形畸变,有效克服多途效应,因而近年来颇受关注。阐述了时间反转法的基本理论,概述了其在超声、水声及室内声源定位领域中的发展概况及应用情况,最后展望了其应用前景。
樊程广[9]（2014）在《超声相控阵超分辨率成像方法研究》文中提出航空、航天、铁路、桥梁、核电站、新材料等领域的快速发展,一方面推动了无损检测技术的发展,另一方面对无损检测技术提出了更高的要求。作为最具发展前景的超声相控阵成像检测技术,它综合了超声相控阵技术和超声成像技术,具有检测面积大、检测速度快、检测结果图像化、易定量等优势,但是其成像分辨率受到声波衍射限制。为了提高成像分辨率,需要使用更高频率的超声波,但是,超声波的频率越高,其在传播过程中的衰减就越厉害,影响探测深度。在超声波工作频率不变的前提下,本文研究了基于时间反转声学理论的超分辨率成像方法,提高了成像分辨率、改善了超声图像质量。主要研究内容及创新点如下:一、研究了超声相控阵在固体介质中的声场特性,构建了超声成像系统的点扩散函数,作为阵列参数分析的评价指标,定量分析了阵列参数对成像分辨率的影响。基于阵列的单个阵元在固体介质中的远场指向性函数和惠更斯原理,研究了阵列的声场特性,结果表明,通过对阵元应用不同的延迟定律,实现了声束的聚焦和偏转,达到了扫描成像的目的。引入全矩阵采集法FMC采集超声阵列数据,全聚焦方法TFM进行图像重构,构建了超声成像系统的点扩散函数,以其作为评价目标,定量分析了阵列参数对成像分辨率的影响,研究表明:阵元间距p取半波长,可以抑制栅瓣;阵元输出超声脉冲的持续时间影响超声成像系统的纵向分辨率,超声脉冲持续时间越短,纵向分辨率越高;阵列数目影响超声成像系统的横向分辨率,阵元数目越多,横向分辨率越高。二、研究了时间反转声学理论,提出了实用化的时间反转多信号分类法TR-MUSIC,并分析了噪声对TR-MUSIC成像分辨率的影响,在噪声较弱时能够克服声波的衍射限制,实现超分辨率成像,解决了成像分辨率与探测深度相矛盾的问题。对存在多次散射的模型进行了分析,详细讨论了其特征值系统和TR-MUSIC成像函数,并分析了噪声对TR-MUSIC成像分辨率的影响,结果表明,在不考虑噪声或噪声较弱的情况下,TR-MUSIC能够克服声波的衍射限制,实现超分辨率成像,解决了成像分辨率与探测深度相矛盾的问题。将TR-MUSIC实用化,提出了利用切比雪夫窗函数提取缺陷散射信号的方法,结果表明,该方法能够有效提取时域波形中的缺陷散射信号,消除其它干扰信号;同时提出了10%阈值准则,用于划分不同噪声强度下的信号子空间和噪声子空间。实验结果表明,实用化的TR-MUSIC成像方法能够区分钢试块内距离d<dR的两个缺陷,实现超分辨率成像,其中dR是由瑞利准则计算得到的分辨率极限。三、研究了多频时间反转成像方法,提出了多频时间反转多信号分类法MF-TR-MUSIC,较好地解决了CF-TR-MUSIC成像分辨率易受噪声干扰的问题。针对强噪声环境下CF-TR-MUSIC失效的问题,提出了MF-TR-MUSIC成像方法,研究了其成像函数中参数的选取原则,结果表明,频率增量Δω对成像方法的影响较小,本文取Δω=100k Hz;频率带宽Ω对成像方法的影响较大,本文取Ω=3MHz～7MHz,等于阵元输出超声脉冲的-6dB带宽。研究了MF-TR-MUSIC成像方法的超分辨率特性和对噪声的鲁棒性,仿真和实验结果表明,MF-TR-MUSIC能够区分钢试块内d<dR的两个缺陷,实现超分辨率成像;MF-TR-MUSIC能够定位铜试块的内部缺陷,抑制CF-TR-MUSIC图像中由强噪声引起的伪像,正确评估铜试块的内部结构。四、研究了阵列传感器的相干点扩散函数,提出了相位补偿的相位相干时间反转多信号分类法PC-MUSIC,解决了TR-MUSIC成像纵向分辨率不高的问题,改善了超声图像质量。定义了1-D线性阵列的相干点扩散函数,解释了TR-MUSIC成像纵向分辨率不高的原因。研究了阵列响应矩阵的奇异值系统的不唯一性,分析了PC-MUSIC的成像函数,结果表明,PC-MUSIC能够消除奇异值系统的不唯一性和保持相位信息。将PC-MUSIC实用化,利用其检测沿纵向分布的缺陷,结果表明,PC-MUSIC消除了出现在TR-MUSIC图像中的纵向延长,提高了超声成像系统的纵向分辨率,同时在相位补偿后,提高了PC-MUSIC的定位精度。
王意喆[10]（2014）在《HIFU经颅聚焦相控方法及形成声场的数值仿真研究》文中进行了进一步梳理高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound,HIFU）治疗已成功用于实体软组织肿瘤的临床治疗。然而,对于HIFU经颅聚焦治疗脑肿瘤而言,由于颅骨及其声学特性与软组织完全不同且声学特性差异很大,导致颅骨及其周边组织温度升高而受到损伤等类似问题的发生。研究目的为解决HIFU临床治疗的问题,有必要掌握HIFU经颅骨传播过程及其声压、能量分布。本文以HIFU脑肿瘤治疗临床病例为研究对象,建立包含人体头颅在内的三维数值仿真模型,结合64阵元球冠状相控阵列换能器,数值仿真研究通过调控换能器阵元发射声波的相位,降低颅骨内导致较高温升的峰值声压的方法,为HIFU应用临床治疗脑肿瘤提供有效方法。研究方法结合临床HIFU经颅聚焦脑组织导致颅骨声压过高的实际问题进行三维数值仿真研究。对Westervelt声波传播方程进行全等降阶,采用时域有限差分（Finite Difference Time Domain,FDTD）法数值仿真三维空间的声压场分布。并利用Aubry提出利用CT图像获得颅骨声学特性参数的方法,将颅骨及传播介质的声学参数导入仿真模型中。为了实现HIFU经颅聚焦并降低颅骨内峰值声压,首先选用水体模型进行数值仿真与实验对比验证,其次将均质化的骨板加入水体模型,对比自聚焦法、时间反转相控法以及时间反转法联合降低峰值声压法数值仿真形成的声压场,并将后两种方法应用于HIFU经颅聚焦的声压分布,初步探讨聚焦深度对焦域内声场的影响。研究结果（一）、水体模型1.在仿真参数相同的条件下,对Westervelt声波传播方程分别采用降阶差分和直接差分进行声场数值仿真,其形成声场基本一致,但前者相比后者计算速度快30.9%左右。2.在换能器表面平均声压一定的条件下,数值仿真所得声轴上及焦平面轴上的声压特性曲线与水槽中进行的声场测量实验的结果几乎一致。（二）、骨板模型1.采用时间反转方法经骨板聚焦形成声场中,形成焦点位置与目标焦点位置相一致。2.与时间反转法相比,时间反转联合降低颅骨声压法可降低颅骨峰值声压,降低骨焦比,但对实际焦点位置及焦点幅值影响不大。（三）、颅骨模型1.与时间反转法相比,时间反转联合降低颅骨声压法可降低颅骨峰值声压、降低骨焦比,但对实际焦点位置及焦点幅值影响不大。2.当焦距一定的条件下,采用时间反转法经颅聚焦,随聚焦深度L2降低,颅骨内峰值声压幅值升高,实际焦点幅值降低,骨焦比增大。3.在焦距一定的条件下,采用时间反转法经颅聚焦,当聚焦深度L2大于30mm时,颅骨外层骨皮质内声压大于颅骨内层骨皮质内声压;当聚焦深度L2小于30mm时,颅骨外层骨皮质内声压小于颅骨内层骨皮质内声压。4.当聚焦深度L2小于30mm时,需要采用时间反转联合降低颅骨声压的相控聚焦方法,降低颅骨内可能对颅骨及周边组织造成损伤的峰值声压。结论1.采用时间反转法调控经颅HIFU相控换能器阵元相位可实现在目标靶区聚焦。2.当颅骨内存在峰值声压,采用时间反转法联合降低颅骨声压方法,可降低颅骨内的峰值声压。3.当焦距一定的条件下,采用时间反转法经颅聚焦,聚焦深度L2与骨焦比呈负相关。4.在焦距一定的条件下,当小于临界聚焦深度L2时,需采用时间反转法联合降低颅骨声压方法进行经颅聚焦,减少对颅骨及周边组织的损伤。
二、Self-focusing of acoustical beam in solid by time-reversal processing（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Self-focusing of acoustical beam in solid by time-reversal processing（论文提纲范文）
（1）基于时间反转法导波的锚杆锚固缺陷检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 锚杆无损检测技术的研究现状 |
| 1.2.1 应力波检测技术研究现状 |
| 1.2.2 超声导波检测技术研究现状 |
| 1.3 时间反转法的发展与应用 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 时间反转法的自适应聚焦原理 |
| 2.1 锚杆中的时间反转法 |
| 2.1.1 声场的互易性 |
| 2.1.2 时间反转聚焦过程 |
| 2.1.3 主动时间反转法 |
| 2.2 时间反转导波场聚焦特性研究 |
| 2.2.1 时间反转波场的空间聚焦特性 |
| 2.2.2 时间反转波场的时间聚焦特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 锚杆缺陷检测的参数选取 |
| 3.1 有限元方法简介 |
| 3.2 超声导波传播特性 |
| 3.3 损伤比 |
| 3.4 建模参数的选择 |
| 3.4.1 锚杆单元网格的划分和时间步长的选择 |
| 3.4.2 激励信号的选取 |
| 3.4.3 激励信号中心频率的选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于时间反转导波的锚杆锚固缺陷检测数值模拟 |
| 4.1 自由锚杆的质量检测与分析 |
| 4.2 锚杆质量检测数值分析 |
| 4.2.1 反转信号的截取窗宽与损伤比的关系 |
| 4.2.2 锚杆单缺陷的周向长度与损伤比的关系 |
| 4.2.3 周向裂纹单缺陷的深度与损伤比的关系 |
| 4.2.4 周向双缺陷与损伤比的关系 |
| 4.3 锚固质量检测模型的参数选择 |
| 4.3.1 锚杆锚固系统有限元建模 |
| 4.3.2 激励信号的选择 |
| 4.4 锚杆锚固质量检测 |
| 4.4.1 锚固检测与缺陷类型 |
| 4.4.2 锚固锚杆的有效长度检测 |
| 4.5 密实度对时间反转波形的影响 |
| 4.5.1 不同强度的A类锚固材料对时反波形的影响 |
| 4.5.2 含有不同锚空缺陷B类锚固对时反波形的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 锚杆锚固缺陷检测实验平台的搭建 |
| 5.1 实验平台介绍 |
| 5.2 锚杆锚固直接导波法的实验验证 |
| 5.2.1 自由锚杆的质量分析 |
| 5.2.2 自由锚杆缺陷轴向定位 |
| 5.2.3 锚固的质量分析 |
| 5.3 锚杆锚固时间反转法的实验验证 |
| 5.3.1 自由锚杆反转信号的截取窗宽与损伤比的关系 |
| 5.3.2 自由锚杆周向裂纹缺陷的深度与损伤比的关系 |
| 5.3.3 自由锚杆周向双缺陷与损伤比的关系 |
| 5.3.4 锚固的强度对时间反转效果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 锚杆轴向缺陷的导波检测信号的特征识别 |
| 6.1 锚杆轴向损伤特征识别 |
| 6.1.1 不同宽度的单缺陷导波反射特征 |
| 6.1.2 不同间隔的双缺陷导波反射特征 |
| 6.2 基于激励波形字典的匹配追踪算法数值模拟研究 |
| 6.2.1 匹配追踪算法 |
| 6.2.2 波形字典的构建 |
| 6.2.3 缺陷回波信号的分解与重构 |
| 6.2.4 单缺陷与双缺陷回波信号的分解与重构 |
| 6.3 基于激励波形字典的匹配追踪算法实验研究 |
| 6.3.1 不同轴向长度的单缺陷的实验研究 |
| 6.3.2 不同长度间隔的双缺陷的实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（2）经颅磁声电刺激时间反演聚焦方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.1.1 神经调控技术简介 |
| 1.1.2 经颅磁声电刺激研究现状 |
| 1.1.3 超声相控阵技术发展历程 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 本文的主要研究内容和创新点 |
| 第二章 经颅磁声电刺激理论和超声聚焦方法 |
| 2.1 经颅磁声电刺激原理 |
| 2.2 超声辐射场计算和常用超声聚焦方法 |
| 2.2.1 声波动方程 |
| 2.2.2 单振元换能器聚焦 |
| 2.2.3 多振元换能器聚焦 |
| 2.3 时间反演聚焦方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 经颅磁声电刺激聚焦特性分析 |
| 3.1 经颅磁声电刺激聚焦区域评价指标的建立 |
| 3.1.1 聚焦深度 |
| 3.1.2 刺激强度 |
| 3.1.3 焦域宽度 |
| 3.1.4 焦域深度 |
| 3.1.5 偏转角度 |
| 3.2 单振元换能器声场计算和聚焦特性评价 |
| 3.3 相控线性阵列声场计算和聚焦特性评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于大鼠真实头模型的磁声电刺激仿真计算 |
| 4.1 大鼠真实头模型的构建 |
| 4.2 经颅磁声电刺激感应电场仿真 |
| 4.2.1 经颅磁声电刺激系统建模 |
| 4.2.2 超声和颅脑组织特性参数 |
| 4.2.3 单振元换能器+声准直器仿真结果分析 |
| 4.3 时间反演聚焦经颅磁声电刺激感应电场计算与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（3）复式晶格声子晶体的异常传播特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 声子晶体的基本概念 |
| 1.3 声子晶体的研究现状 |
| 1.3.1 复式晶格声子晶体 |
| 1.3.2 梯度声子晶体 |
| 1.4 本文的研究目的与内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 2 基于有限元方法的声子晶体的数值计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声子晶体的基本理论 |
| 2.3 声子晶体的计算方法 |
| 2.4 声子晶体的数值计算 |
| 2.4.1 能带结构的计算 |
| 2.4.2 等频率曲线的计算 |
| 2.4.3 声场频域的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 复式晶格声子晶体的负折射与聚焦现象 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复式晶格声子晶体的能带结构 |
| 3.3 复式晶格声子晶体的高斯波束模拟 |
| 3.4 复式晶格声子晶体的点源模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 复式梯度声子晶体的非对称传输 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 梯度声子晶体的对称传输 |
| 4.3 复式梯度声子晶体的设计方案 |
| 4.4 复式梯度声子晶体的非对称传输 |
| 4.4.1 偏转角对非对称传输的影响 |
| 4.4.2 层数对非对称传输的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于时间反转的一维构件超声检测抑噪技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景和意义 |
| 1.2 超声无损检测技术的研究现状 |
| 1.3 时间反转算法的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 时间反转法的自适应聚焦分析 |
| 2.1 时间反转算法的基本原理 |
| 2.2 时间反转聚焦理论 |
| 2.2.1 时反镜的时间聚焦 |
| 2.2.2 时反的空间聚焦 |
| 2.3 固体中声波自适应聚焦的理论分析 |
| 2.4 主动时间反转法 |
| 2.5 迭代被动时间反转镜及超声信号时变增强 |
| 2.5.1 被动迭代时间反转镜信号增强原理 |
| 2.5.2 迭代被动时间反转算法 |
| 2.5.3 二次迭代被动时反的时变增强 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超声时反聚焦抑噪研究 |
| 3.1 桩基超声检测 |
| 3.1.1 桩基与超声 |
| 3.1.2 桩基控制方程 |
| 3.1.3 多径信号的时反聚焦研究 |
| 3.2 基于小波的时反聚焦抑噪算法研究 |
| 3.2.1 小波分析 |
| 3.2.2 基于小波分析的时反聚焦算法 |
| 3.2.3 仿真结果和实验分析 |
| 3.3 时间反转抑噪算法研究 |
| 3.3.1 迭代被动时反镜抑噪算法研究 |
| 3.3.2 仿真结果以及去噪效果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 时间反转算法抑噪性能研究 |
| 4.1 时间反转算法抑噪性能分析 |
| 4.2 多径与多模态联合的时反抑噪算法研究 |
| 4.2.1 信号的多模态效应时反聚焦 |
| 4.2.2 基于信号多径与多模态结合时反算法聚焦性能仿真分析 |
| 4.3 基于信道特性的时反抑噪算法 |
| 4.3.1 基于信道特性的时反抑噪算法理论研究 |
| 4.3.2 基于信道特性的时反抑噪算法仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
（5）基于聚焦时反的钢板Lamb波成像检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 立题背景和意义 |
| 1.3 研究历史和现状 |
| 1.3.1 国内外对超声相控阵成像的研究历史 |
| 1.3.2 国内外对超声相控阵成像的研究现状 |
| 1.3.3 国内外对时间反转镜成像的研究起源 |
| 1.3.4 时间反转镜技术在超声成像领域的研究现状 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 聚焦时反超声检测基础理论 |
| 2.1 超声相控阵检测理论 |
| 2.1.1 Lamb波检测（惠更斯原理） |
| 2.1.2 超声声场特性 |
| 2.1.3 相控阵传感器 |
| 2.1.4 相控阵聚焦偏转理论 |
| 2.2 时间反转成像理论 |
| 2.3 基于聚焦技术的时反理论 |
| 2.3.1 相控阵聚焦技术仿真分析 |
| 2.3.2 LAFTR技术理论推导 |
| 2.3.3 LAFTR超声检测成像方法探伤步骤 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于LAFTR技术的成像模型 |
| 3.1 有限元方法 |
| 3.1.1 基本方程 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.1.3 指向性函数 |
| 3.2 LAFTR模型参数优化 |
| 3.2.1 激励源 |
| 3.2.2 仿真边界条件 |
| 3.2.3 聚焦模式 |
| 3.2.4 聚焦阵元 |
| 3.2.5 阵元间距 |
| 3.3 LAFTR模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 LAFTR数据处理及成像 |
| 4.1 数据预处理 |
| 4.1.1 短时傅里叶变换 |
| 4.1.2 小波变换滤波 |
| 4.2 数据时反 |
| 4.3 图像处理（灰度图像处理法） |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 LAFTR成像结果分析与验证 |
| 5.1 LAFTR成像结果分析 |
| 5.2 LAFTR成像检测系统的实验研究 |
| 5.2.1 LAFTR成像检测系统 |
| 5.2.2 实验研究与结果分析 |
| 5.3 空间分辨率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于时间反转的杆状构件检测信号处理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景及意义 |
| 1.2 杆状构件无损检测技术的研究现状 |
| 1.2.1 应力波检测技术研究现状 |
| 1.2.2 超声导波检测技术研究现状 |
| 1.3 时间反转法的发展与应用 |
| 1.3.1 时间反转法的发展 |
| 1.3.2 时间反转法在无损检测中的应用 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 时间反转法的自适应聚焦 |
| 2.1 杆状构件中的时间反转法 |
| 2.1.1 声场互易性 |
| 2.1.2 时间反转聚焦过程 |
| 2.1.3 主动时间反转法 |
| 2.2 单阵元时反的自适应聚焦 |
| 2.2.1 时间聚焦 |
| 2.2.2 空间聚焦 |
| 2.2.3 聚焦评价指标 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 应力波检测信号的时反聚焦研究 |
| 3.1 桩基应力波检测 |
| 3.1.1 桩基中的应力波 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.2 小波包分析方法 |
| 3.3 应力波多径信号的时反聚焦研究 |
| 3.3.1 多径效应 |
| 3.3.2 多径信号时反聚焦模型 |
| 3.3.3 多径时反聚焦仿真分析 |
| 3.4 基于小波包分析的时反聚焦研究 |
| 3.4.1 基于小波包分析的时反聚焦方法 |
| 3.4.2 时反聚焦性能仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声导波检测信号的时反聚焦研究 |
| 4.1 超声导波基础 |
| 4.1.1 超声导波定义 |
| 4.1.2 群速度、相速度及频散效应 |
| 4.1.3 导波的多模态 |
| 4.2 钢杆中超声导波模态特性分析 |
| 4.2.1 频散曲线的绘制 |
| 4.2.2 纵向模态分析 |
| 4.2.3 扭转模态分析 |
| 4.3 超声导波多模态信号的时反聚焦研究 |
| 4.3.1 多模态信号时反聚焦模型 |
| 4.3.2 多模态时反聚焦仿真分析 |
| 4.4 超声导波检测信号时反处理的有限元模拟 |
| 4.4.1 有限元模型的建立 |
| 4.4.2 超声导波检测的数值模拟与分析 |
| 4.4.3 时间反转处理步骤 |
| 4.4.4 时反聚焦性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于非线性声学的铝材疲劳裂纹检测方法研究与实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及意义 |
| 1.2 金属疲劳裂纹检测方法的国内外研究现状 |
| 1.2.1 机器视觉检测法 |
| 1.2.2 电磁声发射检测技术 |
| 1.2.3 非线性超声检测法 |
| 1.2.4 金属疲劳裂纹检测的其它方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 非线性声学和时间反转法分析 |
| 2.1 非线性声学 |
| 2.1.1 非线性参数的理论分析 |
| 2.1.2 金属疲劳裂纹的非线性声学特征 |
| 2.2 时间反转法 |
| 2.2.1 时间反转技术的基本理论 |
| 2.2.2 非线性时间反转法在金属疲劳裂纹检测中的应用 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 铝合金板材非线性声学特性研究 |
| 3.1 实验系统构成 |
| 3.2 压电元件工作原理 |
| 3.3 非线性声学实验 |
| 3.3.1 理论基础 |
| 3.3.2 实验方案 |
| 3.3.3 实验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 铝合金板材疲劳裂纹的检测 |
| 4.1 波型对自聚焦特性的影响 |
| 4.2 单通道时间反转原理及实现 |
| 4.2.1 理论基础 |
| 4.2.2 实验方案 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 多通道时间反转原理及实现 |
| 4.3.1 理论基础 |
| 4.3.2 实验方案 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 疲劳裂纹的声波自聚焦检测 |
| 4.4.1 实验方案 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）声学时间反转定位方法及其应用（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2声学时间反转法基本原理 |
| 3声学时间反转法发展概况及其应用 |
| 3.1时间反转法在超声领域的应用 |
| 3.2时间反转法在水声领域的应用 |
| 3.3时间反转法在室内声源定位中的应用 |
| 4总结和展望 |
（9）超声相控阵超分辨率成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 超声无损检测技术的需求和新特点 |
| 1.1.2 超声相控阵成像检测技术 |
| 1.2 超声相控阵成像检测技术研究现状 |
| 1.2.1 超声相控阵技术 |
| 1.2.2 超声成像技术 |
| 1.2.3 当前研究存在的主要问题 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 超声相控阵声场特性和参数分析 |
| 2.1 超声相控阵声场特性 |
| 2.1.1 阵元在固体介质中的远场指向性函数 |
| 2.1.2 声束的聚焦和偏转 |
| 2.2 超声成像系统的点扩散函数 |
| 2.2.1 超声阵列数据 |
| 2.2.2 点扩散函数 |
| 2.3 超声相控阵的参数分析 |
| 2.3.1 阵元间距的分析 |
| 2.3.2 阵元输出超声脉冲的分析 |
| 2.3.3 阵元数目（孔径宽度）的分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超声时间反转多信号分类法超分辨率成像研究 |
| 3.1 时间反转声学理论 |
| 3.2 超声时间反转多信号分类法TR-MUSIC |
| 3.2.1 多次散射下的时间反转矩阵 |
| 3.2.2 奇异值分解和特征值分解 |
| 3.2.3 TR-MUSIC成像函数 |
| 3.3 TR-MUSIC的超分辨率成像研究 |
| 3.3.1 瑞利准则 |
| 3.3.2 TR-MUSIC的超分辨率成像 |
| 3.3.3 噪声对TR-MUSIC成像分辨率的影响 |
| 3.4 TR-MUSIC成像方法的实验研究 |
| 3.4.1 时间反转矩阵的特征值分解 |
| 3.4.2 TR-MUSIC的成像分辨率 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多频时间反转成像方法研究 |
| 4.1 多频时间反转多信号分类法成像研究 |
| 4.1.1 MF-TR-MUSIC成像函数 |
| 4.1.2 MF-TR-MUSIC参数分析 |
| 4.1.3 MF-TR-MUSIC成像方法对噪声的鲁棒性 |
| 4.2 相位相干时间反转多信号分类法成像研究 |
| 4.2.1 阵列传感器的相干点扩散函数 |
| 4.2.2 PC-MUSIC成像方法 |
| 4.2.3 相位补偿的PC-MUSIC成像方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 多频时间反转成像方法在固体介质中的实验研究 |
| 5.1 超声相控阵成像检测系统 |
| 5.1.1 系统介绍 |
| 5.1.2 超声纵波传播速度 |
| 5.2 多频时间反转多信号分类法的实验研究 |
| 5.2.1 MF-TR-MUSIC的超分辨率成像 |
| 5.2.2 MF-TR-MUSIC对噪声的鲁棒性 |
| 5.3 相位相干时间反转多信号分类法的实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论和创新点 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 学术成果 |
（10）HIFU经颅聚焦相控方法及形成声场的数值仿真研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 缩略语/符号说明 |
| 一、前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容 |
| 二、基本方程式及实验设备 |
| 2.1 Westervelt声波传播方程式 |
| 2.2 差分方程式 |
| 2.2.1 Westervelt方程式的离散化 |
| 2.2.2 声场边界处理 |
| 2.2.3 FDTD法的稳定条件和数值色散分析 |
| 2.3 实验设备 |
| 三、模型与方法 |
| 3.1 数值仿真模型与参数 |
| 3.1.1 数值仿真模型 |
| 3.1.2 数值仿真参数 |
| 3.2 数值仿真方法 |
| 3.2.1 声压场数值仿真流程 |
| 3.2.2 相控方法 |
| 3.3 换能器声压场测量 |
| 四、结果 |
| 4.1 声场数值仿真 |
| 4.2 仿真及实验对比 |
| 4.3 降低颅骨内的声压 |
| 4.3.1 骨板模型 |
| 4.3.2 颅骨模型 |
| 4.3.3 聚焦深度对声压场分布的影响 |
| 五、结论与讨论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 讨论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 综述 高强度聚焦超声经颅治疗脑部疾病的研究进展 |
| 综述参考文献 |
| 致谢 |
四、Self-focusing of acoustical beam in solid by time-reversal processing（论文参考文献）
- [1]基于时间反转法导波的锚杆锚固缺陷检测研究[D]. 高烽伟. 石家庄铁道大学, 2020(04)
- [2]经颅磁声电刺激时间反演聚焦方法研究[D]. 周振宇. 河北工业大学, 2020
- [3]复式晶格声子晶体的异常传播特性研究[D]. 高晓霞. 北京交通大学, 2019(01)
- [4]基于时间反转的一维构件超声检测抑噪技术研究[D]. 李海峰. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [5]基于聚焦时反的钢板Lamb波成像检测技术研究[D]. 李羽可. 湖北工业大学, 2016(08)
- [6]基于时间反转的杆状构件检测信号处理方法研究[D]. 高爽. 哈尔滨工程大学, 2016(03)
- [7]基于非线性声学的铝材疲劳裂纹检测方法研究与实验[D]. 吴其建. 哈尔滨理工大学, 2016(03)
- [8]声学时间反转定位方法及其应用[J]. 马慧颖,曾向阳. 电声技术, 2015(07)
- [9]超声相控阵超分辨率成像方法研究[D]. 樊程广. 国防科学技术大学, 2014(02)
- [10]HIFU经颅聚焦相控方法及形成声场的数值仿真研究[D]. 王意喆. 天津医科大学, 2014(07)