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第1章 绪论1

1.1声波射线层析成像发展概况2

1.2射线追踪方法发展概况4

1.3声波层析成像反演发展概况8

第2章 二维复杂结构的三角剖分方法12

2.1三角剖分的理论基础12

2.1.1 n维单纯形12

2.1.2三角化13

2.1.3点的邻域与Dirichlet/Voronoi图14

2.1.4 Delaunay三角化15

2.1.5 Delaunay三角化的特征15

2.1.6经典的Delaunay三角化算法19

2.2三角网中的数据结构21

2.2.1单链表22

2.2.2双向链表25

2.2.3树33

2.3二维复杂区域三角网剖分方法39

2.3.1二维复杂区域的数据组织39

2.3.2构造单元密度控制函数41

2.3.3边界节点加密41

2.3.4生成节点和单元42

2.3.5含孔区域及控制线处理43

2.3.6三角网优化和加密处理44

2.4剖分实例46

第3章 二维复杂结构三角网射线追踪全局方法49

3.1射线追踪技术50

3.1.1解析追踪法50

3.1.2打靶法53

3.1.3弯曲法54

3.1.4 Vidale方法56

3.1.5 van Trier法59

3.1.6 WFRT法60

3.1.7最短路径法61

3.1.8 HWT（Huygens wavefront tracing）法62

3.1.9慢度匹配（slowness matching）法63

3.2二维复杂区域三角网全局射线追踪法64

3.2.1基本原理描述64

3.2.2二角单元射线追踪的拓扑关系及相关概念65

3.2.3节点次级源近似全局算法68

3.2.4次级源双曲线近似全局算法72

3.3数值模拟74

3.3.1算例74

3.3.2算法精度检验76

第4章 三角网透射波层析成像的理论与方法78

4.1概述78

4.2层析成像的数学基础79

4.2.1 Radon变换79

4.2.2 Radon逆变换图像重建81

4.2.3 Fourier变换图像重建82

4.2.4褶积滤波图像重建83

4.3射线层析成像模型及方程84

4.4成像问题中的病态线性代数方程组解法87

4.4.1 ART方法88

4.4.2 SIRT方法92

4.4.3截断SVD方法92

4.4.4共轭梯度法94

4.4.5 LSQR法97

4.5三角网声波射线层析成像数值算例98

4.5.1三角网声波层析反演流程98

4.5.2声波层析反演数值模拟100

第5章 大透距声波探测仪104

5.1硬件系统104

5.1.1主机104

5.1.2声波换能器104

5.2仪器操作系统107

5.2.1仪器操作采集软件的安装107

5.2.2信号采集107

5.2.3信号分析112

5.3大功率声波检测仪应用实例116

5.3.1煤矿工作面顶煤厚度探测116

5.3.2大跨度混凝土结构声波穿透试验122

第6章 声波层析成像应用研究124

6.1煤层底板破坏深度声波层析成像探测试验研究124

6.1.1采场底板岩层移动破坏规律124

6.1.2底板破坏的波场响应126

6.1.3底板破坏的声波探测试验研究126

6.2大跨度混凝土结构体声波层析成像试验研究131

6.3升船机混凝土声波层析成像试验研究132

6.3.1升船机齿条基座声波CT试验132

6.3.2升船机齿条模型声波CT试验132

6.3.3多切面联合反演CT成像140

6.4某工程渡槽混凝土声波层析成像试验研究141

6.4.1仿真试验槽槽体普查141

6.4.2仿真试验槽异常区详查154

6.4.3 MIRA超声断层成像系统验证154

参考文献157