吸收媒质中非线性有限衍射波的理论、实验和计算仿真研究

基于有限衍射波的高帧率超声成像系统具有很高的时间分辨率，而谐波成像技术可以获得更高的空间分辨率。为了把这两种先进的成像方式结合起来，迫切需要对有限衍射波的高次谐波特性进行深入研究。.本项目紧密联系以上应用目标，以吸收媒质中的非线性有限衍射Bessel波和X波为主要研究对象。以KZK方程为模型方程，利用声源正交分解推导高次谐波的封闭解析解；研制实验系统，通过实验检测高次谐波；采用并行计算提高KZK方程数值计算算法的效率，得到高次谐波的数值解，进行声场仿真。构建一个包括理论、实验和计算仿真三个方面的完整研究体系，研究非线性、吸收和衍射三种效应综合作用下高次谐波的特性，重点讨论吸收和衍射的作用，给出典型条件下高次谐波声场的定量指标。以实现对于实际非线性有限衍射波较为完整的描述。.本课题将为最终研制出具有高时间、空间分辨率的新型超声成像系统打下基础，从而推动先进超声诊断技术的发展。