李 冬，王翔宇

（1.吉林医药学院生物医学工程学院，吉林吉林 132013；2.吉林大学材料科学与工程学院，长春 130012）

0 引言

随着科学技术的不断发展，超声学被应用于众多领域，其中最为重要的一个应用是脉冲超声在工业无损检测和评价中的应用［1-3］。在工业无损检测及评价过程中，超声系统在不破坏材料内在结构的前提下，可以通过超声特性来获取材料体的内在信息［4］。在超声波系统中，传感器由一系列材料层组成。而上述多层材料传感器因涉及物理声学，电子模拟和材料声学性能等多方面理论，其设计优化是一项极为复杂的工作［5-10］。在实际工作中，由于缺乏这些材料的频率和温度依赖性特征等信息使得该项工作开展起来更为困难［11-12］。虽然可以通过反复的试验找到材料的最佳组合，但该种方法势必会消耗相当多的时间和试验费用，通过使用数值模拟技术则可以弥补上述两方面的不足。多年来，许多专家研究一维声学现象，并对其进行电学类比。梅森等人用集总等效电路对机电换能器建模。雷德伍德在梅森的模型中编入了一条传输线路，以获取压电式换能器瞬时反应的有用信息。莫里斯通过使用SPICE（以集成电路为重点的模拟程序），用集成电路作为负极电容器的近似物，模拟了梅森模型的实际操作。克里姆霍尔兹等人给出了用于初级压电式换能器的另一等效电路。希尔赛康等人运用局部相互作用法（LISA）对声波在局部谐振器组成的声子晶体中的传播进行了数值模拟。……