格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究的任务书.docx

格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究的任务书
任务书
一、任务背景
平面近场声全息技术是一种利用声学原理进行图像重建的方法，具有非接触式、高精度、高分辨率等特点，被广泛应用于工程领域、医疗领域和科学研究领域。其中格林函数是这种技术的关键之一，其作为声学场的传播基础，对实现声场的前向计算和反演处理具有重要意义。因此，研究格林函数在平面近场声全息技术中的应用问题，对于提高声全息技术的性能和应用效果具有非常重要的意义。
二、研究目的
本研究的主要目的是:
①探究格林函数在平面近场声全息技术中的理论基础和应用方法，并阐述其原理和特点;
②分析格林函数在声波传播中的作用，揭示格林函数与声场信息重建之间的关系;
③研究格林函数计算方法和数值模拟技术，并对不同算法的优缺点进行分析比较;
④探讨利用格林函数进行声场信息重建的方法和算法，通过数值实验和实验验证，验证方法的可行性和应用效果;
⑤总结格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究问题，为推动声全息技术的发展提供参考。
三、研究内容
本研究的主要内容包括:
①理论分析和文献综述:探究格林函数的概念、性质、应用以及平面近场声全息技术的发展历程和研究现状。
②音场的传播和反演：详细阐述格林函数在声波传播中的作用，以及声场信息重建的原理和方法。
③格林函数计算方法：分析和比较不同的格林函数计算方法，包括模型化方法、数值分析法以及近似计算等，评估其适用范围和计算效率。
④算法与数值模拟：探讨利用格林函数进行声场信息重建的数值算法和数值模拟技术，包括正演模拟、反演重建以及数值误差分析等，研究其可行性和应用效果。
⑤实验验证和应用:基于实验数据和实际应用场景，对利用格林函数进行声场信息重建的方法和算法进行实验验证和应用测试，评价其性能和应用效果。
四、研究任务
在完成研究目的和内容的基础上，具体研究任务如下:
1.建立格林函数与声场信息重建之间的数学模型和关系式，描述其物理原理和数学公式；
2.研究平面近场声全息技术中的关键问题，包括声场的反演重建、数据处理和图像去噪等方面的问题；
3.选取适当的数值方法和算法，进行数值模拟和仿真实验，比较其计算效率和精度；
4.利用实验数据进行验证和应用测试，评价声全息技术在工程领域、医疗领域和科学研究领域的应用效果和前景；
5.撰写研究报告和论文，介绍研究成果，系统评述格林函数在平面近场声全息技术中的应用问题，为将来的研究和应用提供参考。
五、研究要求
1.详细阐述格林函数在声全息技术中的作用和应用，描述其原理和特点；
2.选取合适的数值方法和算法，比较计算效率和精度，评估其适用范围和优缺点；
3.利用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法，系统研究利用格林函数进行声场信息重建的方法和算法；
4.着重阐述研究结果对声全息技术的发展和应用具有的实际意义和科学价值；
5.研究报告和论文应具有一定的创新性、系统性和可操作性。
六、参考书目
[1]周国庆，平面近场声全息技术，武汉理工大学出版社，2019年。
[2]Liang,Y.,etal.AnewmethodtocalculatetheGreen'sfunctionforacousticradiationproblems.TheJournaloftheAcousticalSocietyofAmerica,2012,131(1):801-805.
[3]Jin,J.TheFiniteElementMethodinElectromagnetics,JohnWiley&Sons,2015.
[4]Mook,A.ScientificVisualizationinMathematicsandScienceTeaching,SpringerPress,2016.
[5]Zhao,Y.andChen,L.TheoryandApplicationofHolography,SciencePress,2020.