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Phys-1220：大学物理II
1。用频率，波长，波速和简单的谐波运动来描述机械波现象。2。使用流动波的数学描述来描述和预测机械波的运动。3。使用叠加原理来解释和预测两个波的干扰模式。4。描述站立波模式及其与频率，速度和结构维度的关系。5。确定常规声波的共鸣频率。6。确定两个波的叠加的节拍频率。7。使用多普勒效应来解决涉及移动观察者和/或移动源的问题。8。定义电荷，电场，静电力，电势和电势能。9。描述电导体，绝缘体，半导体，超导体，并通过接触和诱导充电。
年轻心脏自然心肌剪切波行为的演变：决定因素和可重复性分析
心肌 SW 可由强超声脉冲（声辐射力 [ARF]）外部诱发，也可由机械事件（例如二尖瓣关闭 [MVC]）自然诱发。然后，它们以与 MS 直接相关的速度在心肌中传播。11 ARF 诱发的波具有高频率内容和低幅度，并且衰减迅速，这使得即使在有回声的儿科人群中也难以检测和估计其速度。自然波具有较低的频率内容和较高的幅度，并且在传播过程中衰减较少。这提高了 SW 检测的可行性和波速估计的准确性。11、13、14 然而，自然波测量的时间仅限于瓣膜关闭事件（即相应等容间隔的开始）。12、15
基于剪切应变周期下的空心缸实验室测试的沙子依赖性膨胀
本研究专门研究基于空心缸检验的细砂的膨胀行为。培养基和致密样品以恒定的平均应力测试，通过将扭转角度施加剪切菌株= 1、2、3和4％。膨胀曲线以及剪切波速度测量值，以研究并讨论剪切模量降解曲线中剪切应变振幅的影响。测量的应力和应变路径被用来比较四个高级本构模型的性能，尤其是在描述沙子的膨胀行为时。从其本构方程的角度来看，检查了具有各种材料模型的模拟之间的差异。可以得出结论，只要确保对材料参数的适当校准，所有四个模型都可以正确预测扭转剪切测试。关键字：扭转剪切测试；构成模型；压力降低；剪切模量降解
脑组织中电扩散和水运动的精确数值模拟
离子电扩散和水运动的数学建模正在成为一种强有力的研究途径，为大脑稳态提供新的生理学见解。然而，为了提供可靠的答案和解决争议，预测的准确性至关重要。离子电扩散模型通常包括非线性和高度耦合的偏微分方程和常微分方程的非平凡系统，这些方程控制着不同时间尺度上的现象。在这里，我们研究与近似这些系统相关的数值挑战。我们考虑了一个脑组织电扩散和渗透的均质模型，并提出和评估了不同的相关有限元分裂方案的数值特性，包括理想场景和皮质扩散抑制 (CSD) 的生理相关设置的准确性、收敛性和计算效率。我们发现，对于具有平滑制造解决方案的问题，这些方案在空间中显示出最佳收敛率。然而，生理 CSD 设置具有挑战性：我们发现 CSD 波特性（波速和波宽）的精确计算需要非常精细的空间和精细的时间分辨率。
液体隔室影响衰老小鼠大脑的弹性成像
摘要 目的。脑弹性成像可以揭示随着年龄、疾病和损伤而发生的结构和组成的细微但具有临床重要意义的变化。方法。为了量化衰老对小鼠脑弹性成像的具体影响，并确定影响观察到的变化的关键因素，我们对一组从年轻到老年的野生型健康小鼠应用了 2000 Hz 的光学相干断层扫描混响剪切波弹性成像。主要结果。我们发现随着年龄的增长，僵硬性呈明显增加趋势，在这个样本组中，从 2 个月到 30 个月，剪切波速度增加了约 30%。此外，这似乎与全脑液含量的下降密切相关，因此老年人的大脑含水量较少，僵硬性较大。应用流变学模型，通过对脑液结构的淋巴系统部分进行特定分配，以及脑实质硬度的相关变化，捕捉到强烈的影响。意义重大。弹性成像测量的短期和长期变化可能为脑淋巴系统液体通道和脑实质成分的渐进和精细变化提供敏感的生物标志物。
石墨烯超薄鼓高效蜂窝吸声体
原子级厚度的石墨烯片本质上具有无与伦比的面内刚度，但在机械驱动下会表现出较大的面外变形，[1,2] 从而表现出丰富迷人的振动特性，可在纳米机械装置中实现重要的新兴应用，例如超灵敏质量传感器[3–5]、宽带扬声器[6]和振荡器[7]。超薄石墨烯片有望成为制造效率极高的良好吸声器的理想候选材料。原则上，石墨烯的强谐振效应可以有效地耗散声音振动并减缓其传播，特别是对于低频声音。为了实现高吸声效果，膜的受迫谐振已用于超薄超表面谐振器[8–10]、装饰膜谐振器[11,12]、超材料[13,14]和微穿孔板。 [15–18] 该机制正在取代传统材料孔隙中摩擦阻尼和波速的线性响应，[11] 克服受限的低频声衰减。 对于厚度限制，具有非线性阻尼行为的石墨烯薄片 [19] 可以合理利用，实现吸声的新突破，以满足人类听力健康、芯片和建筑设计中越来越高的声学防护要求。 [20]
飞机结构测试中的高级声发射源位置
s Grigg，C A Featherston，M Pearson和R Pullin Cardiff工程学院，加的夫大学，皇后建筑，游行，加的夫，CF24 3AA摘要。声发射（AE）是一种原位结构性健康监测（SHM）技术，在该技术中，由于裂纹生长而产生的超声波监测结构。将AE应用于飞机和其他复杂结构时，AE的主要挑战是，波传播会受到加强剂，孔，厚度变化和其他复杂性的显着影响。这降低了基于奇异传播波速的传统源位置技术的准确性。Delta-T方法通过映射结构并考虑这些更改来实现更高级别的准确性。在这项工作中，AE监视设备安装在铝空客A320机翼的一部分上。位置试验显示，与商业标准技术相比，人工HSU-Nielson来源的Delta-T技术将平均误差从85mm提高到23mm。在疲劳下进行测试证明了检查3D结构（由于多个信号路径）具有显着水平的背景噪声时遇到的挑战。在结构中鉴定出的两个裂纹中，其中第一个被成功地检测到并找到，而另一个由于高机噪声和无代表性的负载而错过了。
近壁单个气泡倒塌引起的冲击波的动态特征
理解单个气泡尺度上的动力学行为对于理解空化流量特性至关重要。在这项研究中，已经对单独的邻近壁液液的折断引起的冲击波进行了实验和数值分析。使用高速摄影和阴影图技术研究了近壁气泡塌陷引起的冲击波特征。使用OpenFoam CavitatingFoAM求解器进行了近壁液液塌陷诱导的冲击波动力学。（1）冲击波显示基本对称分布。沿矢状直径降低的压力最大值。与初始冲击波相比，在壁附近产生的第二个冲击波的强度降低了约21.2％。模拟波速与实验数据表现出很高的一致性，计算出的误差低于7.9％。（2）冲击波在水中传播的压力和速度分别表现出功率功能和指数衰减功能，它们在距离上传播时。和速度的扰动曲线与冲击波传播的方向对齐。此结果表明冲击波充当速度场中产生干扰的催化剂。（3）构建近壁液泡塌陷波能的转化关系。在第一次崩溃期间，近壁空气泡平均损失了其能量的85％。这允许评估空化引起的冲击波对刚性表面的侵蚀影响。
混合增材制造 420 不锈钢的超声波测绘
内布拉斯加大学林肯分校机械与材料工程系，内布拉斯加州林肯市，美国 通讯作者 – Joseph A. Turner，电子邮件 jaturner@unl.edu。注：Haitham Hadidi 的当前地址是沙特阿拉伯吉赞大学机械工程系，吉赞，吉赞 45142。摘要 金属混合增材制造 (AM) 工艺适合于制造可提高工程性能的复杂结构。混合 AM 可用于制造功能梯度材料，通过完全耦合的制造工艺和/或能源的协同组合，可在整个领域内产生微观结构和材料特性的变化。工程设计和制造空间的这种扩展对无损评估提出了挑战，包括评估无损测量对功能梯度的灵敏度。为了解决这个问题，使用线性超声测量来检测三种制造方法制成的 420 不锈钢试样：锻造、AM 和混合 AM（定向能量沉积 + 激光喷丸）。将波速、衰减和漫反射结果与试样沿构建/轴向的显微硬度测量值进行比较，同时使用微观结构图像进行定性验证。超声波测量结果与破坏性测量结果相得益彰，分辨率没有任何实质性损失。此外，超声波方法被证明可有效识别混合 AM 试样上的弹性特性和微观结构的梯度和循环性质。这些结果突出了超声波作为混合 AM 样品高效且易于获取的无损表征方法的潜力，并为 AM 中的进一步无损评估决策提供信息。