基于CT图像建模的TATB基PBX超声检测仿真方法

作     者：李智锋 林莉 张伟斌 赵文瑕 马志远 李海宁 LI Zhi-feng;LIN Li;ZHANG Wei-bin;ZHAO Wen-xia;MA Zhi-yuan;LI Hai-ning

作者机构：大连理工大学无损检测研究所辽宁大连116024 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 

出 版 物：《含能材料》 (Chinese Journal of Energetic Materials)

年 卷 期：2024年第32卷第7期

页      面：693-701页

核心收录：

学科分类：082604[工学-军事化学与烟火技术] 07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0826[工学-兵器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助(52105566) 

主　　题：高聚物黏结炸药(PBX) CT图像 超声检测 仿真模型 

摘      要：为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化等处理,获得了包含造型粉颗粒及边界形态的二维几何结构模型,并将该模型用于超声传播过程的有限元仿真,定量对比了基于CT图像的超声仿真模型与Voronoi模型仿真效果的差异。研究表明,基于CT图像模型可以实现TATB颗粒及边界形态随机复杂结构特征的有效刻画,使得超声仿真结果与实验更趋一致,声速、衰减、频域幅值和表观积分背散射系数的误差分别为0.32%、1.14%、0.92%和1.55%,均在2%以内,相较于Voronoi模型的误差(2.77%、35.93%、20.70%、13.68%)大幅降低,仿真准确性得到显著提升。