多层奥氏体钢中超声相控阵辐射声场分析

作者：郭忠存; 阎守国^*; 黄娟; 张碧星

来源：声学学报(中文版), 2020, 45(05): 716-727.

DOI：10.15949/j.cnki.0371-0025.2020.05.011

• 群速度
• 相速度
• 相控阵
• 奥氏体钢

针对一维线性超声相控阵透过楔块,在多层不同晶轴取向的奥氏体钢中的声场辐射问题,结合高斯声束等效点源模型以及基于时间最小原理的射线追踪法,给出了各层介质中透射声场的计算方法。将奥氏体钢近似为横向各向同性介质,计算了相控阵透过楔块,在晶轴取向为0°的奥氏体钢中的无延时纵波声场,计算结果与COMSOL仿真结果相吻合,从而验证了所用方法的正确性。通过加入不同的延迟法则,仿真计算了三层含有不同晶轴取向(0°,30°,100°)的奥氏体钢中的纵波声场,实现了相控阵声场的偏转与聚焦,分析了偏转声场与聚焦声场的传播特性。仿真结果表明,不同的晶轴取向将导致不同的声束偏转以及聚焦效果。通过延迟激励各阵元,虽然可以控制声束偏转或聚焦到预定位置,但是晶轴取向仍会对声束宽度以及幅值产生一定的影响。

• 单位
  声场声信息国家重点实验室; 中国科学院大学; 中国科学院声学研究所