【摘要】：對于生物醫(yī)學(xué)超聲成像而言,聲場的計算機仿真是其重要的研究手段,也一直受到研究人員廣泛的關(guān)注。使用聲場仿真來研究超聲成像,具有重復(fù)性好、精度較高、靈活性大、使用方便、成本較低等優(yōu)點,這些優(yōu)點在實際使用中表現(xiàn)的非常明顯。 本文對時域有限差分算法在平面直角坐標系和柱坐標系下的超聲場中的應(yīng)用以及超聲非衍射波的聲場仿真進行了比較深入的研究。取得了如下幾個方面的研究成果： 1.研究了平面直角坐標系和柱坐標系下超聲場中的時域有限差分算法,給出了具體的空間離散方式、理論推導(dǎo)過程和遞推公式。 2.對平面直角坐標系和柱坐標系下的仿真區(qū)域邊界處做了二階Mur吸收邊界處理,對特殊位置上的角點也做了專門的處理,并最終將時域有限差分算法成功運用在超聲非衍射波的聲場仿真中,扶得令人滿意的效果。 3.提出了一種基于非衍射波軸對稱特性的簡化生成方法,該方法利用一組同心環(huán)形超聲換能器對非衍射波聲源進行近似。該簡化生成方法具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。
[Abstract]:For biomedical ultrasound imaging, the computer simulation of sound field is an important research method, and has been widely concerned by researchers. Using sound field simulation to study ultrasonic imaging has the advantages of good repeatability, high precision, high flexibility, convenient use and low cost. These advantages are very obvious in practical use. In this paper, the application of finite-difference time-domain (FDTD) algorithm to ultrasonic field in plane rectangular coordinate system and cylindrical coordinate system, and the sound field simulation of ultrasonic non-diffractive wave are studied deeply. The research results are as follows: 1. The finite difference time-domain (FDTD) algorithm for ultrasonic field in plane rectangular coordinate system and cylindrical coordinate system is studied. The concrete spatial discretization method, theoretical derivation process and recurrence formula are given. 2. The second order Mur absorbing boundary is done at the boundary of the simulation region in the plane rectangular coordinate system and the cylindrical coordinate system, and the corner point in the special position is also treated specially. Finally, the finite-difference time-domain (FDTD) algorithm is successfully applied to the sound field simulation of ultrasonic nondiffractive waves. A simplified generation method based on the axisymmetric characteristics of non-diffractive waves is proposed. A set of concentric ring ultrasonic transducers are used to approximate the non-diffractive wave sources. The simplified generation method has the advantage of simple structure.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R310

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 崔力科;楊真榮;;串聯(lián)邊界值偏移[J];CT理論與應(yīng)用研究;1991年03期

2 陶貴生,夏靈,何超明;MRI中電磁場對人體心臟影響的模型仿真研究[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;2005年01期

3 王聰;董秀珍;劉銳崗;史學(xué)濤;付峰;尤富生;;磁感應(yīng)斷層成像技術(shù)中渦流問題的有限元法仿真研究[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2007年03期

4 韓鳳鳴;張敏;李蜀;賴仕均;李樹輝;;常見毒物的X射線衍射法檢驗[J];刑事技術(shù);2009年04期

5 韓志會;鄭馳超;彭虎;;三維超聲成像綜述[J];中國醫(yī)療器械信息;2011年07期

6 馬健;王力春;郭東東;羅敬鋒;張忠;;X射線衍射法檢測磷化鋁磷化鋅[J];重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年05期

7 羅怡珊;汪源源;徐峰;俞承芳;他得安;王威琪;;骨傳導(dǎo)超聲與骨傳導(dǎo)音頻的特性比較[J];生命科學(xué)儀器;2007年07期

8 杜宏偉;;吸收媒質(zhì)中非線性X波的計算仿真[J];生物醫(yī)學(xué)工程研究;2009年02期

9 羅怡珊;汪源源;徐峰;俞承芳;他得安;王威琪;;時域有限差分法研究骨傳導(dǎo)超聲特性[J];聲學(xué)技術(shù);2007年05期

10 白保東;溫波;;電磁輻射加溫治療乳腺腫瘤的比吸收率分布[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 袁偉良;梁昌洪;;廖氏吸收邊界條件的解析表述[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

2 陳軍;洪偉;;一種有效的數(shù)值吸收邊界條件及其在散射問題中的應(yīng)用[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

3 喻志遠;薛良金;林為干;;時域有限差分算法中的混合吸收邊界條件[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

4 胡馳;;三維修正的完全匹配層吸收邊界條件[A];電波科學(xué)學(xué)報[C];2011年

5 毛軍發(fā);李征帆;;二重一階Mur吸收邊界條件[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

6 張新軍;梁昌洪;趙永久;;導(dǎo)體柱的MEI吸收邊界條件[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

7 張子俊;高本慶;;柱坐標系下FDTD算法的吸收邊界條件[A];1995年全國微波會議論文集（上冊）[C];1995年

8 楊軍;張玉勝;傅君眉;;提高Mur吸收邊界條件精度的一種簡便方法[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

9 趙永久;梁昌洪;;一種基于場量Taylor展開的吸收邊界條件[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

10 楊曉冬;白玉;馮琳琳;李智楠;;Z變換法改進PML-FDTD吸收邊界條件[A];2010年全國電磁兼容會議論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 徐瑤;時域有限差分算法在超聲非衍射波聲場仿真中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

2 徐振禮;非線性人工邊界條件[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

3 劉立業(yè);GPR天線和目標的電磁特性分析及數(shù)據(jù)解譯方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

4 李建雄;時域有限差分法中完全匹配層的實現(xiàn)算法研究[D];天津大學(xué);2007年

5 楊海燕;礦用多匝小回線源瞬變電磁場數(shù)值模擬與分布規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

6 李雅琴;非衍射超聲聲源的仿真與實現(xiàn)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

7 高強業(yè);時域多分辨方法研究及其在電磁散射中的應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2011年

8 浦世亮;基于激光干涉原理的顆粒場測量技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2007年

9 丘磊;正交曲線坐標系下的地震波數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

10 席慶奎;實時計算全息技術(shù)與誤差理論分析研究[D];南京理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 龔亞軍;高階吸收邊界條件及有限元方法解電磁邊值問題[D];電子科技大學(xué);2011年

2 周慶華;吸收邊界條件的研究及其在電磁散射中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2009年

3 邢立丹;PML吸收邊界條件在波導(dǎo)不連續(xù)性問題中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2011年

4 周丹鳳;微波電路的時域譜元快速分析[D];南京理工大學(xué);2010年

5 李筆尖;混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的聲波檢測方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 宋鵬;高精度吸收邊界條件及聲波方程無反射遞推算法逆時偏移[D];中國海洋大學(xué);2005年

7 張銘;地震波傳播的彈性波方程數(shù)值模擬的吸收邊界條件[D];同濟大學(xué);2004年

8 王濤;電磁場計算中的時域有限差分法的研究[D];吉林大學(xué);2005年

9 李嘉;路面雷達電磁波的時域有限差分法模擬[D];鄭州大學(xué);2005年

10 黃文武;彈性波和聲波的時域仿真方法研究[D];天津大學(xué);2005年

，

本文編號：2275678