[发明专利]一种用于声学不均匀媒介的磁声耦合成像声压求解方法有效

专利信息
申请号: 201410265713.0 申请日: 2014-06-13
公开(公告)号: CN104036140B 公开(公告)日: 2017-02-15
发明(设计)人: 刘志朋;张伟;殷涛 申请(专利权)人: 中国医学科学院生物医学工程研究所
主分类号: G06F19/00 分类号: G06F19/00
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所12201 代理人: 杜文茹
地址: 300192 *** 国省代码: 天津;12
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摘要: 一种用于声学不均匀媒介的磁声耦合成像声压求解方法,在求解过程中采用离散化方式,考虑了被测样本和声耦合媒介的声速和密度的不均匀性带来的声波传播过程中的反射,透射和折射问题,包括确定声学不均匀介质中的声压求解基本方程;根据时域有限差分的稳定性条件和数值色散条件确定网格划分方式和抽样方式;对声压求解方程进行离散差分化;根据差分化基本方程编写程序,进行声压求解。本发明能够有效考虑由于媒介的声学不均匀性导致的声波在传播过程中存在复杂的反射,折射问题,进而求解出更接近真实状态的声压。各点的声压分量仅仅与和它相邻的质点振动速度有关,随着时间推进直接模拟声波在样本内部的传播及其和周围物体的相互作用。
搜索关键词: 一种 用于 声学 不均匀 媒介 耦合 成像 声压 求解 方法
【主权项】:
一种用于声学不均匀媒介的磁声耦合成像声压求解方法,其特征在于,在求解过程中采用离散化方式,考虑了被测样本和声耦合媒介的声速和密度的不均匀性带来的声波传播过程中的反射,透射和折射问题,具体包括如下阶段:1)确定声学不均匀介质中的声压求解基本方程,包括如下步骤:(1)通过磁声耦合成像声源的产生机制确定非均匀媒介中的声学波动方程;(2)根据成像目标和实验环境确定声学参数,依据实验条件确定稳恒磁场磁通密度和激励信号,利用电磁场仿真软件求解得到电流密度分布;2)根据时域有限差分的稳定性条件和数值色散条件确定网格划分方式和抽样方式,包括如下步骤:(1)根据磁声耦合成像原理及激励信号特征和声学参数,在数值色散条件下确定空间网格尺寸;(2)根据空间网格尺寸,空间维度和非均匀分布的声学参数,设定在三维空间各方向的网格尺寸,依据时域有限差分解的稳定性条件确定时间网格尺寸;(3)根据步骤(1)和步骤(2)确定的空间网格和时间网格,设定时间和空间交替抽样方式,将声压和质点振速采用时间和空间各相隔半个步长在四维结构中交替抽样;3)对声压求解方程进行离散差分化根据阶段2)所述网格划分方式,对阶段1)中方程的各个变量进行离散化,并依据声传播过程中的边界条件,确定差分格式,建立差分化基本方程;4)根据阶段3)的差分化基本方程编写程序,进行声压求解。
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