混沌腔体换能器在反向滤波弹性检测中的应用及其仿真研究.pdf

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1、第39卷第4期声学学报vO1．39．No．42014年7月ACTAACUSTICAJu1．，2014混沌腔体换能器在反向滤波弹性检测中的应用及其仿真研究李义丰1,2BouMatarOlivier3李宝顺(1南京工业大学电子与信息工程学院南京210009)(2近代声学教育部重点实验室(南京大学)南京210093)(3InternationalAssociatedLaboratoryLEMAC：IEMN，UMRCNRS8520PRESLilleNorddeFrance，ECLille，Villeneuved’Ascq，France，59652)2013年3月13日收到2013年6月

2、26日定稿摘要针对传统单通道时间反转无损检测成像质量低，检测灵敏度差的问题，通过混沌腔体换能器(ChaoticCavityTrans—ducer：CCT)的应用，极大提高聚焦检测的能力。CCT的使用可以更好的利用介质的各经历态特性，其有效解决了单通道时间反转检测中的幻影成像及边界应力增加的问题。实验过程中采用了线性调频激发信号源(ChirpedExcitation：CE)及反向滤波技术(InverseFilter：IF)，他们分别能够携带更多的能量及利用更多反转信号的模态，进而有效的提高信号聚焦的质量。为了更好的理解混沌腔体换能器的特性，采用了非连续Galerkin算法对其聚焦

3、性能进行了数值仿真和分析。数值仿真的结果及混响介质检测与成像的实现，验证了CCT与CE及IF结合应用的有效性和高效性。PACS数：43．25，43．60ApplicationofachaoticcavitytransducerininversalfilterelasticdetectionandnumercialsimulationresearchLIYi~ng1,BouMatarOlivier3LIBaoshunI(1CollegeofElectronicsandInformationEngineering，NanJingUniversityofTechnologyNanJi

4、ng210009)(2KeyLaboratoryofModernAcousticsofMOE(NanJingUniversity)NanJing210093)《3InternationalAssociatedLaboratoryLEMAC：IEMN．UMRCNRS8520PRESLilleNorddeFrance，Villeneuved’Ascq，59652)ReceivedMar．13，2013RevisedJun．26，2013AbstractAddressingtheproblemsoflowqualityfocalizationandloweficencyofdetec

5、tionintraditionalonechanneltimereversalNondestructiveTesting(NDT)，aChaoticCavityTransducer(CCT)hasbeenproposedandemployedtoimprovefocalizationanddetection．TheCCTtakesadvantageofamedium’sinherentergodicity，solvingtheproblemsof“phantom”imageandincreasedstrainattheboundaryoftestmedia．Forimprove

6、dfocalization，theChirpedExcitation(CE)sourcesignalandInverseFilter(IF)techniquewereused．CEleadstoenhancedenergytransferintothetestsample，whileanIFusesmoreeigenmodesofreversalsigna1．InordertobetterunderstandthepropertiesofCCT，numericalsimulationswerecarriedoutusingthenodalDiscontinuousGalerki

7、nFiniteElementMethod(DG—FEM)．ResultsofnumericalsimulationoftheCCTandtherealizationofimagedetectiononreverberantn'mdiumconfirmedthehighqualityfocalizationandhigheficencyresultingfromthecombinedimplementationofCCT，CEandIF．技术具有在时间和空间上自动聚焦超声波的能力，其在很多科技