基本信息
张碧星 男 博导 声学研究所

声学微机电系统实验室主任
电子邮件:zhbx@mail.ioa.ac.cn 
电话:010-82547810
通信地址:北京北四环西路21号 中国科学院声学研究所
邮政编码:100190

研究领域

从事复杂介质和结构中声波的传播及成像方法研究,主要针对分层介质、各向异性介质、和非均匀介质研究声波的激发、传播、散射、聚焦和成像等方面的基础理论研究,面向油田、核电站和高铁等行业中的实际需求,研究超声无损检测的应用技术及检测设备的研发工作。

主要科研工作和成果

一直从事声学和地球物理领域的研究,先后在井孔声学、层状介质声学、超声检测与成像等方面开展了系统的理论和实验工作。主要开展了复杂介质和结构中声传播理论和成像方法研究,在分层介质、各向异性介质、和非均匀介质中研究了声波的激发、传播和散射等规律。结合实际问题,开展了工业超声无损检测和瑞利波勘探的基础理论研究,采用超声相控阵和时间反转等方法开展了声波的聚焦、扫描、检测与成像技术研究。在国家863计划资助下,开展了超声相控阵技术的应用研究,率领课题组研制出国内第一台超声相控阵管材在线检测系统。在国内、外重要刊物上发表论文近200篇,其中SCI论文40余篇。完成了多项国家863课题、自然科学基金和横向课题的科学研究工作。
招生专业
070206-声学
招生方向
超声传播与成像
超声探测

教育背景及研究方向简介

1991-09--1994-06 吉林大学 博士学位
1988-09--1991-06 吉林大学 硕士学位
超声传播与成像
主要研究超声波在固体材料中的传播规律,认识超声波与固体材料的相互关系,利用这种关系对固体内部进行声成像处理,得到固体内部结构的物理图像。对于不透明的固体介质,由于光波不能穿透,使得超声成像成为对固体内部结构成像的主要手段。目前,主要针对核电站、高铁、航空、油田等部门的重要服役设备开展超声成像研究,不仅展示材料内部结构的实时动态图像,显示材料内部裂纹和气泡等多种缺陷,而且还能分析缺陷的发展动态,为材料的使用寿命给出判断。
该研究方向具有很好的应用前景,毕业生有很好的分配去向,三分之一出国工作或学习,三分之一走向国内科研院所,三分之一去国内大型国企、外企和民营企业工作。
学历
吉林大学 19910901--19940630 研究生毕业
学位
吉林大学 19910901--19940630 博士

工作经历

1988年9月-1994年6月在吉林大学物理系攻读并获得理学硕士和博士学位,主要从事井孔声学和油气探测方面的研究;1994年9月-1996年8月,在中国科学院武汉物理与数学研究所做博士后工作,主要研究分层介质中的声传播与散射理论及应用方法;1996年9月-1999年8月,在中南大学地球物理研究所从事地震勘探理论与方法的科研及教学工作;1999年9月调入中国科学院声学研究所,专门从事声学无损检测的基础理论和声成像方法的科研工作;2002年在瑞典Chalmers工业大学作高级访问学者;2006年在挪威科技大学做客座教授。
社会兼职
2010-12--2014-12 中国声学学会理事
2010-09--2014-08 中国工程地球物理专业委员会专家
2010-01--2014-12 中国声学学会物理声学分会副主任
2010-01--2014-12 中国无损检测学会理事
2008-01--2012-12 北京无损检测学会委员
2008-01--2012-12 全国试验机标准化技术委员会委员

教授课程

   

专利与奖励

   
专利成果
(1) 一种管(棒)材超声相控阵在线检测系统及检测方法,发明,2010,第1作者,专利号:201010621797.9
(2) 一种基于声波时间反转法的超声扫描与检测方法,发明,2011,第1作者,专利号:201110033779.3

出版信息

   
发表论文
(1) 柱面分层流体饱和孔隙地层中的声波测井波场模拟,声学学报,2010,第3作者
(2) Application of cylindrical linear phased array in casing borehole,Chinese Journal of Acoustics,2010,第3作者
(3) Propagation Characteristics of Guided Waves in a Rod Surrounded by an Infinite Solid Medium,Acoustical Physics,2010,第2作者
(4) 沿均匀无限介质中固体杆传播的导波特性研究,声学学报,2010,第2作者
(5) Imaging for Borehole Wall by a Cylindrical Linear Phased Array,Chin. Phys. Lett,2010,第1作者
(6) Non-integral dimensional ultrasonic phased arrays in a borehole,Chinese Journal of Acoustics,2009,第1作者
(7) Calculation of radiation acoustical fields from phased arrays with nonparaxial multi-Gaussian beam model,Chinese Journal of Acoustics,2009,第3作者
(8) Coupling of acoustic plane p-wave to a cased borehole,Chin. Phys. Lett,2009,第2作者
(9) 非整数维超声相控阵探测方法研究,声学学报,2008,第2作者
(10) 非近轴近似多高斯声束模型的相控阵换能器声场计算,声学学报,2008,第3作者
(11) 凹面线性相控阵聚焦与扫描成像,声学学报,2008,第2作者
(12) 基于平底孔反射体的双晶直探头测量模型,物理学报,2008,第3作者
(13) 凹面相控阵聚焦声场在液固界面上的反射和折射,物理学报,2008,第1作者
(14) 环形相控阵的辐射和反射声场,声学学报,2007,第2作者
(15) Guided waves in a multi-layered cylindrical elastic solid medium,Chin. Phys. Lett,2007,第1作者
(16) Perturbation analysis on guided waves in a fluid-filled borehole surrounded by a cubic crystal anisotropic medium,Chin. Phys. Lett,2007,第2作者
(17) 分层介质表面任意平面声源的激发弹性波场,Elastic waves excited by a plane source on the surface of a multilayered medium,J. Acoust. Soc. Am,2007,第1作者
(18) 低速层存在时利用遗传算法进行瑞利波反演研究,Inversion of Rayleigh waves using genetic algorithm in the presence of a low-velocity layer,Acoustical Physics,2007,第2作者
(19) 半无界分层介质表面任意面元激发的弹性波场,声学学报,2007,第1作者
(20) 多模式瑞利波反演研究,Inversion of multimode Rayleigh waves in the presence of a low-velocity layer: numerical and Laboratory study,Geophysics Journal International,2007,第3作者
发表著作
   

科研活动

   
科研项目
(1) 钠冷快堆管道声学检测的理论与方法研究,参与,国家级,2012-01--2015-12
(2) 含孔隙介质分层半空间中瑞利波探测理论与方法研究,主持,国家级,2012-01--2015-12
(3) 超声相控阵实验与测试系统平台,主持,国家级,2011-10--2013-10
(4) 微声学与超声阵列成像,主持,国家级,2011-01--2015-12
(5) 分层介质中超声聚焦与成像方法研究,主持,国家级,2009-01--2011-12
(6) 高速铁路路基完整性的声学无损评价研究,主持,国家级,2009-01--2011-12
(7) 管材超声相控阵探伤设备,主持,国家级,2008-09--2011-12
(8) 锚杆锚固质量声学检测的理论与实验研究,主持,国家级,2008-01--2010-12
(9) 声波时间反转对有限大小散射体聚焦与探测的理论与方法研究,参与,国家级,2008-01--2010-12
参与会议
   

合作情况

   
项目协作单位
   

指导学生

已指导学生

邓方青  博士研究生  070206-声学  

王文龙  硕士研究生  070206-声学  

崔寒茵  博士研究生  070206-声学  

师芳芳  博士研究生  070206-声学  

谢馥励  博士研究生  070206-声学  

现指导学生

李长征  博士研究生  070206-声学  

阎守国  博士研究生  070206-声学  

张世功  博士研究生  070206-声学  

施成龙  博士研究生  070206-声学  

蔡明飞  博士研究生  070206-声学  

张超  博士研究生  070206-声学