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