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6月26日 张宇教授 "电磁声学前沿系列讲座-83讲" - 仿生声学:海豚声波束 形成机理及仿生优化研究

发布时间:2017-06-20 11:25:00 点击:
讲座人:张宇 教授  厦门大学      
时间:  2017年6月26日下午14:30-15:30
地点: 海韵校区物理机电航空大楼438会议室

摘要:仿生声学属于声学、生物学、仿生学紧密结合的交叉学科。海豚经过长期自然选择和优胜略汰,进化出小巧、高效的生物声纳,具有人工声纳所不具备的优越性能。海豚有毫米量级的亚波长声源,却拥有很强声波束定向和调控能力,能在水下精准定位百米处厘米大小的目标,并对毫米厚度目标的物理属性做出准确识别,海豚声纳突破了传统声纳分辨率的瑞利准则限制。然而,我们研究表明海豚声纳实际上有着深刻的物理根源。计算机断层扫描成像和超声组织测量重建了海豚头部复杂的三维声学结构,揭示了海豚声纳系统具有多相和强不均匀的介质特性。此外,理论研究表明气囊散射、额隆变声速调控、头骨反射和流-固界面波效应,都显著加强了宽带指向性声辐射,提出了海豚波束形成的新机理,提升了本领域对海豚声功能的认识。进一步基于海豚波束形成原理,设计仿生换能器。仿生系统对亚波长声源实现宽带指向性波束控制,有助于海豚声纳的人工结构化。基于海豚目标探测原理,仿生系统实现宽带目标探测,目标表面回波和再辐射回波的分离提供了亚波长目标厚度检测的有效方法。仿生声学为小尺度指向性声学器件设计和应用提供创新思路,在海底声学观测、电声设计和超声医学方面有潜在应用前景。

报告人简介:1992年至2000年就读南京大学声学所,理学博士学位,指导老师为杜功焕教授。2000-2009 期间,先后在美国Northwestern University和University of Wisconsin-Madison从事科研。2009年到厦门大学工作后,就职海洋与地球学院,厦门大学特聘教授,博士生导师。主要从事仿生声学、海洋生物声呐、声学海洋学等方面研究。已发表SCI论文92 篇,其中包括Journal of the Acoustical Society of America、Physical Review Applied、Applied Physics Letters等国际权威学术刊物。长期以来在声学领域国际权威刊物Journal of the Acoustical Society of America上发表18篇研究论文。


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