Modeling of Radiation Beams from Ultrasonic Transducers in a Single Medium

단일 매체에서의 평면 초음파 탐촉자의 방사 음장 모델링 기법

Modeling of radiation beam from ultrasonic transducers has been investigated extensively, since it is one of the most important, fundamental issues that have great influence on the accuracy of an ultrasonic measurement model. Here, three popular radiation models, namely the Rayleigh-Sommerfeld integral model, the boundary diffraction wave model and the edge element model, are discussed briefly, and the radiation beam fields from ultrasonic transducers with planar, circular and rectangular cross-sections are calculated using these three models. Then, the accuracy and the time-efficiency of these methods are compared based on the calculation results.

초음파 탐촉자로부터 방사된 음장을 모델링하는 것은 초음파 측정 모델을 구성하는 첫 번째 단계이며, 그 정확도를 결정짓는 핵심 요소이기 때문에 지금까지 다양한 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 지금까지 제안된 다양한 기법 중에서 현재 널리 사용되고 있는 Rayleigh-Sommerfeld 적분 모델, 경계회절파모델(boundary diffraction wave model), 가장자리요소모델(edge element model)에 대해 간략하게 논의하고, 이 세가지 모델을 적용하여 평면 원형 및 사각형 초음파 탐촉자의 방사 음장을 계산하고, 각 기법의 정확성과 계산 효율을 비교하였다.