格子Boltzmann方法及其在高强度聚焦超声声场建模的应用

• 作者: 单锋 屠娟 章东 薛洪惠 郭霞生
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 格子Boltzmann方法 高强度聚焦超声 声场仿真 亚波长焦域
• 年，卷（期）: 2017,（28）
• 所属期刊栏目: 评述
• 页码范围: 3335-3345
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972017-00391

摘要

格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)是一种新型的流体力学模拟工具.基于介观动力学理论,LBM具有物理意义清晰、程序易于实施、边界易于处理和并行性能好等优势,因而在许多传统方法难以胜任的复杂流动领域得到了广泛应用.本文首先综述了LBM的诞生、发展以及现况,并阐述了LBM的理论和基本模型;随后,介绍了LBM在高强度聚焦超声(high-intensity focused ultrasound,HIFU)领域中的相关应用.基于LBM基本模型,构建了一种轴对称多弛豫时间(axisymmetric multiple-relaxation-time,AMRT)模型,并在模型中采用了具有二阶精度的Bouzidi-Firdaouss-Lallemand (BFL)边界处理格式.利用AMRT模拟了常见球面聚焦换能器产生的行波聚焦声场,并与传统声学方法进行了对比,验证了AMRT模型的有效性;随后又模拟了一种新型的球腔聚焦换能器产生的驻波聚焦声场,探讨了该类型换能器在HIFU治疗中的应用价值.本文结果旨在推动LBM成为一种全新的有效的声学仿真手段.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	章东		43	113	6.0	8.0
2	单锋		21	137	6.0	11.0
3	郭霞生		9	15	2.0	3.0
4	屠娟		15	31	4.0	5.0
5	薛洪惠		1	0	0.0	0.0