Диссертация (1104104), страница 21
Текст из файла (страница 21)
 èòîãå ïðîèñõîäèò îáðàçîâàíèåäâóõ óäàðíûõ ôðîíòîâ íà îäíîì ïåðèîäå âîëíû è èõ ïîñëåäóþùåå âçàèìîäåéñòâèå [ 106]. Â÷èñëåííîì ýêñïåðèìåíòå, ïðîâåä¼ííîì â äàííîé ðàáîòå, ïîõîæåå ÿâëåíèå âçàèìîäåéñòâèÿôðîíòîâ íàáëþäàëîñü òàêæå è ïðè íåëèíåéíîé ôîêóñèðîâêå èìïóëüñíûõ ïîëåé ïîðøíåâîãî èçëó÷àòåëÿ, ïðè÷¼ì áëèæíåå îñöèëëèðóþùåå ïîëå îòñóòñòâîâàëî.
Ïîäîáíîå âçàèìîäåéñòâèå ôðîíòîâ â ïðîñòðàíñòâå, à íå âî âðåìåíè, áóäåò ïîõîæå íà ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿïðîñòðàíñòâåííîé ñòðóêòóðû òèïà ¾íîæêè¿ Ìàõà, ïîäðîáíî îïèñàííîé â ïðåäûäóùåé ãëàâå. Ýòîìó ÿâëåíèþ è áóäåò ïîñâÿùåí äàííûé ïàðàãðàô.83(а)(б)(в)(г)начальный(д)начальный(е)Ðèñ. 3.20. Ôîðìèðîâàíèå ¾íîæêè¿ Ìàõà â ôîêàëüíîé îáëàñòè ïåðèîäè÷åñêîãî ïîëÿ (à, â,ä) è â ïîëå áèïîëÿðíîãî èìïóëüñà (á, ã, å) ïîðøíåâîãî èçëó÷àòåëÿ. (à), (á) Âðåìåííûåðàñïðåäåëåíèÿ äàâëåíèÿ íà ðàçëè÷íûõ ïîïåðå÷íûõ ðàññòîÿíèÿõ ρ îò îñè èçëó÷àòåëÿ.
(â), (ã)Ñòðóêòóðû âîëíîâûõ ôðîíòîâ, ïîñòðîåííûå êàê ïðîèçâîäíûå ïî âðåìåíè îò ðàñïðåäåëåíèéäàâëåíèÿ, ïîêàçàííûõ íà (à) è (á), ñîîòâåòñòâåííî, òî åñòü ÷èñëåííûå øëèðåí-èçîáðàæåíèÿ.Áîëåå òåìíîìó öâåòó ñîîòâåòñòâóåò áîëåå âûñîêîå çíà÷åíèå ïðîèçâîäíîé. (ä), (å) Ïðîôèëèíà÷àëüíîãî ñèãíàëà íà èçëó÷àòåëå è íà ðàçëè÷íûõ ïîïåðå÷íûõ ðàññòîÿíèÿõ ρ îò îñè, òî÷êèïîñòðîåíèÿ ïðîôèëåé ïîêàçàííûõ ñòðåëêàìè íà (â) è (ã).Èíòåðåñíî, ÷òî ïîïûòêè "óâèäåòü" ïðîñòðàíñòâåííûå ñòðóêòóðû òèïà ¾íîæêè¿ Ìàõà â ÷èñëåííîì ýêñïåðèìåíòå â ñëó÷àå ôîêóñèðîâàííûõ ãàóññîâñêèõ èçëó÷àòåëåé íå áûëèóñïåøíû íåçàâèñèìî îò âûáîðà âðåìåííîé ñòðóêòóðû ñèãíàëà - â ïîëÿõ ãàóññîâñêèõ èçëó÷àòåëåé òàêèõ ñòðóêòóð íåò.
Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî äëÿ òîãî, ÷òîáû â ôîêàëüíîéîáëàñòè èçëó÷àòåëÿ ïðîèñõîäèëî âçàèìîäåéñòâèå äâóõ ðàçðûâîâ, îáÿçàòåëüíî íóæíî ïðèñóòñòâèå íåëèíåéíîé êðàåâîé âîëíû, ñîäåðæàùåé êàê ðàç âòîðîé ðàçðûâ. Ó ãàóññîâñêîãîèçëó÷àòåëÿ êðàåâîé âîëíû êàê òàêîâîé íåò, à âîëíû, ïðèõîäÿùèå ñ êðàåâ èçëó÷àòåëÿ,ëèíåéíû.
Íå óâåí÷àëèñü òàêæå óñïåõîì ïîïûòêè íàéòè ñòðóêòóðû òèïà ¾íîæêè¿ Ìàõàâ ôîêàëüíîé îáëàñòè èìïóëüñíûõ ïîëåé ïîðøíåâîãî èçëó÷àòåëÿ, êîãäà â íà÷àëüíîì ïðîôèëå èìïóëüñà íåò ÿðêî âûðàæåííîé ôàçû ðàçðåæåíèÿ - íàïðèìåð, â ñëó÷àå èìïóëüñà,ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 3.5 (à). Ïîýòîìó äëÿ èññëåäîâàíèÿ áûëè âûáðàíû ôîêóñèðîâàííûåïîëÿ èçíà÷àëüíî ãàðìîíè÷åñêîé âîëíû è áèïîëÿðíîãî èìïóëüñà ïîðøíåâîãî èçëó÷àòåëÿ.84Ðàññìîòðèì ðåçóëüòàòû ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ, ïîëó÷åííûå äëÿ âûøåóêàçàííûõïîëåé â íåëèíåéíîì ñëó÷àå ïðè çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðîâ G = 10 è N = 1 (ðèñ.
3.20). Õîðîøîâèäíî, ÷òî ïðîñòðàíñòâåííàÿ ñòðóêòóðà âîëíîâîãî ôðîíòà êàê â ïåðèîäè÷åñêîì, òàê è âèìïóëüñíîì ïîëå, î÷åíü ïîõîæà íà îòðàæåíèå ôîí Íåéìàíà (ðèñ. 3.20 (â, ã)): ñòðóêòóðàñîäåðæèò åäèíûé ôðîíò, ïåðåñåêàþùèé îñü èçëó÷àòåëÿ, çàòåì íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèèîò îñè èçëó÷àòåëÿ ïðîèñõîäèò ðàçäåëåíèå íà äâà îòäåëüíûõ ôðîíòà. Íåïðåðûâíûé íàêëîíïðè ïåðåõîäå îò ôðîíòà ôîêóñèðîâàííîé öåíòðàëüíîé âîëíû ê ¾íîæêå¿ Ìàõà ÿâëÿåòñÿêàê ðàç îäíîé èç îòëè÷èòåëüíûõ îñîáåííîñòåé îòðàæåíèÿ ôîí Íåéìàíà. Ïðîàíàëèçèðóåìïðîôèëè âîëí âáëèçè òðîéíîé òî÷êè. Ñòðóêòóðå, àíàëîãè÷íîé ¾íîæêå¿ Ìàõà, ñîîòâåòñòâóåò ïðîôèëü ñ îäíèì óäàðíûì ôðîíòîì (ðèñ. 3.20 (ä), ïðîôèëü ïîä íîìåðîì 1), â òîâðåìÿ êàê íà ðàññòîÿíèè ρ = 0.016 îò îñè èçëó÷àòåëÿ, ãäå íàáëþäàåòñÿ ðàçäåëåíèå ñòðóêòóðû íà äâà ôðîíòà, ïðîôèëü âîëíû ñîäåðæèò äâà ðàçðûâà (ðèñ.
3.20 (ä), ïðîôèëü ïîäíîìåðîì 2).  ðàáîòå [106] áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïðè îáðàçîâàíèè äâóõ ðàçðûâîâ íà îäíîìïåðèîäå ãàðìîíè÷åñêîé âîëíû, âåðõíèé ðàçðûâ èä¼ò îò êðàåâîé âîëíû, à íèæíèé ðàçðûâ îò öåíòðàëüíîé. Òàêèì îáðàçîì, ôîðìèðîâàíèå â ôîêàëüíîé îáëàñòè èçëó÷àòåëÿñòðóêòóðû ôðîíòîâ, ñîäåðæàùåé ¾íîæêó¿ Ìàõà, ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì íåëèíåéíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ öåíòðàëüíîé è êðàåâîé âîëí èçëó÷àòåëÿ.  èìïóëüñíîì ïîëå êðàåâàÿ âîëíàíà÷èíàåò âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ öåíòðàëüíîé íà÷èíàÿ ñ êîíöà èìïóëüñà, ïîýòîìó ôîðìèðîâàíèå ñòðóêòóðû òèïà ¾íîæêè¿ Ìàõà íàáëþäàåòñÿ òîëüêî íà çàäíåì óäàðíîì ôðîíòå,ãäå èçíà÷àëüíî áûëà ôàçà ðàçðåæåíèÿ èìïóëüñà (îáëàñòü 14 < Θ < 16 íà (á) è (ã)).Ñòðóêòóðà ôðîíòà â ýòîì ñëó÷àå òàêæå èìååò âèä îòðàæåíèÿ ôîí Íåéìàíà - íåò ñêà÷êà â óãëå íàêëîíà ïðè ïåðåõîäå îò ¾íîæêè¿ Ìàõà ê ôðîíòó öåíòðàëüíîé âîëíû; îäíàêîñòðóêòóðà ôðîíòîâ òåïåðü áîëåå "ðàçìûòàÿ" (ðèñ. 3.20 (ã)).
Ñìàçûâàíèå ñòðóêòóðû âîëíîâûõ ôðîíòîâ ïðîèñõîäèò èç-çà òîãî, ÷òî â èìïóëüñíîì ïîëå ôðîíò ïðèõîäÿùåé êðàåâîéâîëíû ÿâëÿåòñÿ áîëåå ïîëîãèì (ðèñ. 3.20 (å), çàäíèå ôðîíòû ïðîôèëåé ïîä íîìåðàìè 2è 3), à ïîýòîìó è çíà÷åíèå âðåìåíîé ïðîèçâîäíîé îò íåãî ìåíüøå. Êîãäà ôðîíò êðàåâîéâîëíû äîãîíÿåò ôðîíò öåíòðàëüíîé âîëíû, ïðîèñõîäèò ðåçêîå óâåëè÷åíèå ïèêîâîãî ïîëîæèòåëüíîãî äàâëåíèÿ íà çàäíåì ôðîíòå èìïóëüñà, è åãî àìïëèòóäà ñòàíîâèòñÿ âûøå, ÷åìó ïåðåäíåãî ôðîíòà (ðèñ. 3.20 (å), ïðîôèëü ïîä íîìåðîì 1). Ýòîò âîçíèêàþùèé èçáûòîêäàâëåíèÿ õîðîøî ïðîñìàòðèâàåòñÿ êàê áåëàÿ îáëàñòü íà ðèñ. 3.20 (á) â ðàéîíå ¾íîæêè¿Ìàõà.Òàêèì îáðàçîì, ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ôîêóñèðîâêè âîëí ñ ðàçðûâàìè, îñíîâàííîå íà óðàâíåíèè ÕÇÊ, ïîçâîëÿåò îïèñàòü âçàèìîäåéñòâèå óäàðíûõ ôðîíòîâ, ïðèâîäÿùååê îáðàçîâàíèþ ïðîñòðàíñòâåííûõ ñòðóêòóð, àíàëîãè÷íûõ âîçíèêàþùèì ïðè îòðàæåíèèñëàáûõ óäàðíûõ âîëí îò æåñòêîé ïîâåðõíîñòè. Ñòîèò òàêæå îòìåòèòü, ÷òî â ïîëÿõ ïåðèîäè÷åñêèõ âîëí, ñîçäàâàåìûõ ïîðøíåâûì èçëó÷àòåëåì, îáðàçîâàíèå ïðîñòðàíñòâåííîéñòðóêòóðû òèïà ¾íîæêè¿ Ìàõà íà÷èíàåòñÿ ïðè ìåíüøèõ çíà÷åíèÿõ íåëèíåéíîãî ïàðàìåòðà N , òî åñòü ïðè ìåíüøèõ çíà÷åíèÿõ àìïëèòóäû âîëíû íà èçëó÷àòåëå, ÷åì â ñëó÷àåèìïóëüñíîãî ïîëÿ.853.6.
Âûâîäû ê òðåòüåé ãëàâå èçëîæåííîé ãëàâå ñ ïîìîùüþ ìåòîäîâ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ íà îñíîâå óðàâíåíèÿ Õîõëîâà-Çàáîëîòñêîé-Êóçíåöîâà èññëåäîâàíû ýôôåêòû íåëèíåéíîãî íàñûùåíèÿ âôîêóñèðîâàííûõ ïó÷êàõ ïåðèîäè÷åñêèõ âîëí è èìïóëüñîâ, ñîçäàâàåìûõ ãàóññîâñêèì èïîðøíåâûì èçëó÷àòåëÿìè. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî íàñûùåíèå äàâëåíèÿ â ïåðèîäè÷åñêèõïîëÿõ â îñíîâíîì ñâÿçàíî ñ íåëèíåéíûì ïîãëîùåíèåì íà óäàðíîì ôðîíòå âîëíû, à â èìïóëüñíûõ ïîëÿõ - ñ ýôôåêòîì íåëèíåéíîé ðåôðàêöèè.
Ïðåäåëüíî äîñòèæèìûå çíà÷åíèÿàìïëèòóäû äàâëåíèÿ â ïåðèîäè÷åñêèõ ïîëÿõ âûøå, ÷åì â èìïóëüñíûõ. Ïîëíàÿ ýíåðãèÿïó÷êà ãàðìîíè÷åñêîé âîëíû ñïàäàåò ïî ìåðå óäàëåíèÿ îò èçëó÷àòåëÿ áûñòðåå, ÷åì â ñëó÷àå èìïóëüñíîãî ïîëÿ, îäíàêî êîíöåíòðèðóåòñÿ â çíà÷èòåëüíî ìåíüøåé ïðîñòðàíñòâåííîéîáëàñòè â ðàéîíå ôîêóñà.  ðàìêàõ óðàâíåíèÿ ÕÇÊ íåëèíåéíîé àêóñòèêè â ÷èñëåííîììîäåëèðîâàíèè óäàåòñÿ îïèñàòü ýôôåêòû, ñâÿçàííûå ñ îáðàçîâàíèåì ïðîñòðàíñòâåííûõñòðóêòóð òèïà ¾íîæêè¿ Ìàõà.86Ãëàâà 4Õàðàêòåðèçàöèÿ íåëèíåéíûõ ôîêóñèðîâàííûõóëüòðàçâóêîâûõ ïîëåé èçëó÷àòåëåé íîâûõ ìåäèöèíñêèõóñòðîéñòâ4.1.
ÂâåäåíèåДавление, МПа ïîñëåäíåå âðåìÿ îäíèì èç âàæíûõ íàïðàâëåíèé íåëèíåéíîé àêóñòèêè ñòàëî èçó÷åíèå ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ ôîêóñèðîâêîé óäàðíûõ èìïóëüñîâ, èíòåðåñ ê êîòîðûì âîçíèêâ ñâÿçè ñ ïîÿâëåíèåì ìíîãî÷èñëåííûõ íîâûõ ìåäèöèíñêèõ ïðèëîæåíèé. Îäíèìè èç ïåðâûõ ìåäèöèíñêèõ óäàðíî-âîëíîâûõ óñòðîéñòâ, âîøåäøèõ â êëèíè÷åñêóþ ïðàêòèêó, ñòàëèëèòîòðèïòåðû - ìåäèöèíñêèå ïðèáîðû äëÿ ðàçðóøåíèÿ ïî÷å÷íûõ êàìíåé [3, 4].  çàâèñèìîñòè îò ñïîñîáà âîçáóæäåíèÿ èìïóëüñíîãî ñèãíàëà ëèòîòðèïòåðû ìîæíî ðàçäåëèòü íàòðè ãðóïïû: ýëåêòðîãèäðàâëè÷åñêèå, ýëåêòðîìàãíèòíûå è ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå [110]. Óäàðíûé ôðîíò â íà÷àëüíîì ïðîôèëå ãåíåðèðóåìîãî èìïóëüñà ñîäåðæèòñÿ òîëüêî â ïîëÿõýëåêòðîãèäðàâëè÷åñêîãî ëèòîòðèïòåðà, ïðèíöèï äåéñòâèÿ êîòîðîãî îñíîâàí íà ñîçäàíèèýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðÿäà â îäíîì èç ôîêóñîâ ýëëèïòè÷åñêîãî îòðàæàòåëÿ. Èìïóëüñû, ñîçäàâàåìûå ýëåêòðîìàãíèòíûì è ïüåçîýëåêòðè÷åñêèì èñòî÷íèêàìè, èçíà÷àëüíî íå èìåþòóäàðíîãî ôðîíòà, îäíàêî åãî îáðàçîâàíèå ïðîèñõîäèò â ïðîöåññå ðàñïðîñòðàíåíèÿ èìïóëüñà îò èñòî÷íèêà çà ñ÷¼ò âûñîêèõ óðîâíåé äàâëåíèÿ â âîëíå è, êàê ñëåäñòâèå, ïðîÿâëåíèÿíåëèíåéíûõ ýôôåêòîâ.Ïðèìåðû âðåìåííûõ ïðîôèëåé èìïóëüñîâ, èçìåðåííûå â ôîêàëüíûõ îáëàñòÿõ ýëåêòðîãèäðàâëè÷åñêîãî (Dornier HM3) è ýëåêòðîìàãíèòíîãî (StorzSLX) ëèòîòðèïòåðîâ, ïîêàçàíû íà ðèñ.
4.1. Õàðàêòåðíûå çíà÷åíèÿ ïèêîâîãî ïîëîæèòåëüíîãî äàâëåíèÿ äëÿ èñïîëüçóåìûõ â ëèòîòðèïñèè èìïóëüñîâ ñîñòàâëÿþò â ôîêàëüíîé îáëàñòè 30-110 ÌÏà, ïèêîâîåîòðèöàòåëüíîå äàâëåíèå îáû÷íî íàõîäèòñÿ â äèàïàçîíå îò -5 äî -20 ÌÏà, à äëèòåëüíîñòü èìïóëüñîâВремя, мксñîñòàâëÿåò ìèêðîñåêóíäû [110].Ðèñ. 4.1. Ïðîôèëè èìïóëüñîâ, èçÄðóãèì âàæíûì ïðèêëàäíûì àñïåêòîì ïðè ìåðåííûå â ôîêàëüíîé îáëàñòè ëèìåíåíèÿ óäàðíûõ èìïóëüñîâ ÿâëÿåòñÿ ýêñòðàêîðïî òîòðèïòåðîâ Dornier HM3 è Storzðàëüíàÿ óäàðíî-âîëíîâàÿ òåðàïèÿ (ÝÓÂÒ).
Ñ íà÷à SLX. Ðèñóíîê âçÿò èç ðàáîòû [110].ëà 90-õ ãîäîâ å¼ íà÷àëè ïðèìåíÿòü äëÿ ëå÷åíèÿ ïîâðåæäåíèé îïîðíî-äâèãàòåëüíîãî àïïàðàòà è äåãåíåðàòèâíî-äèñòðîôè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé êîñòíî-ìûøå÷íûõ òêàíåé [2933, 111].ÝÓÂÒ èñïîëüçóþò ïðè ëå÷åíèè òàêèõ çàáîëåâàíèé, êàê ïÿòî÷íàÿ øïîðà, òåííèñíûé ëî87êîòü, ãðûæà ìåæïîçâîíêîâûõ äèñêîâ, îñòåîõîíäðîç ïîçâîíî÷íèêà, àðòðîç, ëîæíûå ñóñòàâû, áîëè ïîñëå ýíäîïðîòåçèðîâàíèÿ, ïëîñêîñòîïèå, îáðàçîâàíèå ïðîëåæíåé, èøåìè÷åñêàÿáîëåçíü ñåðäöà è äð.
[2933, 111]. Áèîëîãè÷åñêîå âîçäåéñòâèå ÝÓÂÒ çàêëþ÷àåòñÿ â ðàçðàñòàíèè ìèêðîêàïèëëÿðîâ â ðàíå è, êàê ñëåäñòâèå, óâåëè÷åíèè êðîâîòîêà â òêàíè [ 112];ñòèìóëÿöèè ðàçâèòèÿ íîâîé êîñòíîé òêàíè [113]; âîçíèêíîâåíèè àíòèáàêòåðèàëüíîãî èàíàëüãåçèðóþùåãî ýôôåêòà [114, 115] (ðèñ. 4.2).  ðåçóëüòàòå ëå÷åíèÿ ó áîëüíîãî óìåíüøàþòñÿ èëè ïðåêðàùàþòñÿ áîëè, âîññòàíàâëèâàåòñÿ âîçìîæíîñòü äâèæåíèÿ â ñóñòàâàõ,óëó÷øàåòñÿ ìåñòíûé îáìåí âåùåñòâ, âîññòàíàâëèâàåòñÿ êðîâîîáðàùåíèå òêàíåé.Ìåõàíèçìû ïîëîæèòåëüíîãî âîçäåéБиологическое воздействие ЭУВТñòâèÿ ÝÓÂÒ íà áèîëîãè÷åñêèå òêàíè äîангиогенезостеогенез анальгезирующийэффектñèõ ïîð îñòàþòñÿ äî êîíöà íåâûÿñíåííûìè [116]. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî îäíî èç äåéñòâèéÝÓÂÒ îñíîâàíî íà ýôôåêòå êàâèòàöèè, ðàçâèâàþùåéñÿ íà ãðàíèöå ðàçäåëà ñðåä.
Àêóобразованиеобразование обезболивающеекровеносныхñòè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå âîäíîé ñðåäû èкостной тканидействиесосудовìÿãêèõ òêàíåé ïî÷òè îäèíàêîâî è çíà÷èÐèñ. 4.2. Ýôôåêòû ïðè ëå÷åíèè ýêñòðàêîðïîòåëüíî ìåíüøå àêóñòè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåðàëüíîé óäàðíî-âîëíîâîé òåðàïèåé (ÝÓÂÒ);íèÿ êîñòíîé òêàíè. Âñëåäñòâèå ýòîãî ãåíåðåíòãåíîâñêèé ñíèìîê ñðàñòàíèÿ ïåðåëîìàâçÿò èç [113].ðèðóåìûå èìïóëüñû ïðàêòè÷åñêè íå çàäåðæèâàÿñü è íå ïîâðåæäàÿ ìÿãêèå òêàíè, îêàçûâàþò íåïîñðåäñòâåííîå âîçäåéñòâèå íà êîñòíóþ òêàíü, çàêëþ÷àþùååñÿ â å¼ ïîâðåæäåíèè. Ïðè ìåäëåííî ñðàñòàþùèõñÿ ïåðåëîìàõ,ïðè ôîðìèðîâàíèè ëîæíûõ ñóñòàâîâ ìîùíûå èìïóëüñû ðàçðóøàþò òâ¼ðäóþ êîñòíóþòêàíü, îáðàçóÿ ìèêðîòðåùèíû è áîëüøîå êîëè÷åñòâî ìåëü÷àéøèõ îñêîëêîâ êîñòè, òåìñàìûì ñòèìóëèðóÿ îñòåîãåíåç (êîñòåîáðàçîâàíèå) è óëó÷øàÿ êðîâîñíàáæåíèå â çîíå ïåðåëîìà [111].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
