可視化在超聲波無損檢測(cè)的聲場(chǎng)模擬中的應(yīng)用.pdf

1、超聲波檢測(cè)(UT)是無損檢測(cè)(NDT)的一種常用方法，它利用超聲探頭發(fā)射的超聲波來對(duì)材料和工件進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)量。與其它無損檢測(cè)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣、檢測(cè)深度大、定位準(zhǔn)確、檢測(cè)靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對(duì)人體無害以及便于現(xiàn)場(chǎng)使用等優(yōu)點(diǎn)。因此，超聲檢測(cè)技術(shù)是國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、使用頻率最高且發(fā)展較快的一種無損檢測(cè)技術(shù)。 超聲探頭的聲場(chǎng)分布直接的影響著探傷結(jié)果，了解聲場(chǎng)結(jié)構(gòu)及分布對(duì)于探傷的順利進(jìn)行、提高探傷的效果都起著

2、至關(guān)重要的作用。因此，對(duì)聲場(chǎng)特性、分布和結(jié)構(gòu)的研究，以及對(duì)聲場(chǎng)的模擬，成為超聲波檢測(cè)技術(shù)中的一個(gè)重要領(lǐng)域。 科學(xué)計(jì)算可視化(VISC)，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。它將復(fù)雜的計(jì)算和公式等不可見信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷膱D形圖像，豐富了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，為科學(xué)家和工程師分析數(shù)據(jù)提供了有力工具。 為了更好的表現(xiàn)聲場(chǎng)、研究聲場(chǎng)，我們將科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)應(yīng)用于超聲檢測(cè)的聲場(chǎng)模擬中，采用了OpenGL等可視化工具，開發(fā)了超聲波聲場(chǎng)模擬可

3、視化系統(tǒng)，利用顏色模型、透明技術(shù)等可視化手段，將不可見的超聲波聲場(chǎng)表現(xiàn)為可視化的圖形圖像，對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行更加直觀細(xì)致的模擬描述，甚至進(jìn)行三維立體模擬顯示，體現(xiàn)聲場(chǎng)的整體分布信息，同時(shí)用戶可以用鼠標(biāo)控制，進(jìn)行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等操作，從各個(gè)角度來觀察聲場(chǎng)分布。 特別地，在進(jìn)行超聲波聲場(chǎng)的三維立體模擬時(shí)，本文提出將基于MC算法的等值面抽取應(yīng)用于超聲波聲場(chǎng)的模擬：首先根據(jù)聲學(xué)原理及數(shù)學(xué)理論建立聲場(chǎng)模型，然后對(duì)超聲波聲場(chǎng)的分布進(jìn)行計(jì)算，獲取聲場(chǎng)的空