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龙图腾网获悉长沙理工大学申请的专利基于非近轴近似多元高斯声束模型的超声相控阵瑞丽波声场计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116773680B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310729782.1，技术领域涉及：G01N29/44；该发明授权基于非近轴近似多元高斯声束模型的超声相控阵瑞丽波声场计算方法是由刘芝平;李泽龙;胡宏伟;李雄兵;董晋阳;丁侠;丁杰;徐娜;张治武设计研发完成，并于2023-06-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于非近轴近似多元高斯声束模型的超声相控阵瑞丽波声场计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于非近轴近似多元高斯声束模型的超声相控阵瑞利波声场计算方法，所述方法首先通过建立非近轴近似多元高斯声束模型求解单阵元瑞利波声场，然后确定相控阵换能器参数以计算相控阵各阵元坐标及相控阵瑞利波偏转与聚焦所需的各阵元延时，最后对单阵元瑞利波声场进行延时叠加得到相控阵瑞利波合成声场。该方法在保证精度的前提下实现对相控阵瑞利波声场的快速计算，解决了传统瑞利波声场计算方法效率低，偏差随离轴距离增大而加大等问题，对超声检测工艺的优化和缺陷的定量评价具有指导意义。

本发明授权基于非近轴近似多元高斯声束模型的超声相控阵瑞丽波声场计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于非近轴近似多元高斯声束模型的超声相控阵瑞利波声场计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤一，建立非近轴近似多元高斯声束模型获取相控阵单矩形阵元瑞利波声场； 步骤一具体为： 步骤1，建立换能器表面坐标系，以换能器表面为参照，以换能器中心点为坐标原点，建立坐标系Oxyz，以检测时的扫查方向为Y轴，阵元中心轴为Z轴，X轴垂直于Oyz平面，以入射点表面大小的矩形区域S2为产生瑞利波的计算声源，其中和分别为矩形阵元长轴和短轴长度的一半； 步骤2，计算矩形声源区域S2声压；声压可以表示为： 1 其中，、、表示楔块的密度和纵波声速以及声束在楔块中的波数，为复高斯系数，表示为瑞利距离，表示声场中任意一点到换能器中心点的距离； 用来代替以获取更快的计算速度，并进行坐标变换，将换能器表面坐标系变换为试块表面坐标系，其中为激励出瑞利波时的入射角，则被测试块上表面上任意点的坐标可表示为，可以得到： 2 其中，，表示阵元中心到入射点的距离； 步骤3，采用非近轴近似的方式展开距离因子； 采用非近轴近似展开距离因子以获得更精确的数值解，距离因子可表示为：3 其中，格林函数项表示为： 4 步骤4，基于声源区域声压和距离因子进行面积分计算得到相控阵单矩形阵元瑞利波声场； 基于相控阵探头阵元在试块表面的投影区域声源的声压分布及距离因子，利用角谱法进行面积分来获取矩形换能器的在试块表面任一点的瑞利波速度矢量； 5 式中，，为试块中横波和瑞利波波数，为试块密度，为试块横波声速，为试块表面区域进行面积分，距离因子表示为试块中任一点到表面声源区域中的距离，两点连线在x轴向偏转角为； 函数表示为： 6 式中，，分别表示试块瑞利波波速，纵波波速和横波波速，，，，为相互垂直的单位矢量，表示角频率，定义为能流，可以表示为： 7 将式2、4代入式5得到试块表面任一点的单矩形阵元瑞利波速度矢量为： 8 式中，； 计算试块表面所有点的瑞利波速度矢量以得到相控阵单矩形阵元瑞利波声场； 步骤二，确定换能器基本参数，计算相控阵换能器各阵元坐标及偏转所需各阵元延时； 步骤三，根据延时将各阵元的相控阵瑞利波声场进行叠加，获取相控阵瑞利波合成声场。

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