报告题目：仿生声学：海豚声波束形成机理及仿生优化研究

报告人：张宇（厦门大学特聘教授）

报告时间：2017年5月9日（周二）下午15：30

报告地点：物理学院新楼五楼多功能厅

摘要：

海洋生物声纳研究属于海洋声学、海洋生物、仿生学和信息学等多学科的交叉领域, 对于声纳技术、信号处理、水下探测与通讯等方面有重要意义。海豚生物声纳的回声定位系统对距离和方向具有很好的分辨能力, 其性能远远优于当前人工声纳。本研究探讨海豚生物声纳特性和仿生应用。首先运用CT医学断层扫描技术重建海豚头部系统的三维声学参数分布，揭示了海豚主要声纳结构的声速、密度及声阻抗特性。此外，应用计算声学方法研究在额隆和头骨共同作用下的海豚超声波束形成以及复杂声传播特性。结果表明海豚的头骨反射和额隆阻抗匹配作用显著地加强了超声辐射，使得定位声波能够有效地聚集，显示了海豚优越声纳性能。进一步探讨基于海豚生物声纳的仿生应用研究。由于声波衍射限制，传统换能器指向性与声源尺寸、频率均存在基本依赖关系。本研究提出基于海豚声纳的仿生换能器系统，并利用该仿生模型成功对一个小尺寸声源实现高指向性波束控制。理论和实验结果表明，该声束主瓣能量集中，旁瓣极小，其等效声源长度为自身的数十倍，具备优越的探测分辨率。该成果打破了传统声学换能器的频率—尺寸限制，为实现小型低频高指向性的声学器件提供创新思路，在海底声学观测、电声设计和超声医学方面有潜在应用前景。

报告人简介：

1992 年至2000 年,就读南京大学, 声学所,获理学博士学位，指导老师为杜功焕教授。2000-2009 期间，先后在美国西北大学(Northwestern University)和威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)从事科研。2009 年到厦门大学工作后，就职海洋与地球学院，厦门大学特聘教授，博士生导师。主要从事仿生声学、海洋生物声呐、非线性动力学等方面研究。已主持3 项国家自然科学基金面上项目。已在国际学术刊物上发表SCI论文92 篇，其中在Journal of the Acoustical Society of America 上发表17 篇研究论文。

邀请人：柯满竹教授