菊頭蝠超聲產生的物理機理研究

《菊頭蝠超聲產生的物理機理研究》是依託山東大學，由Rolf Mueller擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：菊頭蝠超聲產生的物理機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：Rolf Mueller
• 依託單位：山東大學

中文摘要

蝙蝠使用一種非常高效和可靠性的微型生物感測器產生高振幅超音波脈衝。人造的超聲發射設備遠遠不能達到這些功能特性組合的目標。菊頭蝠在自然界擁有高度進化的仿生聲納系統，中國的菊頭蝠種類尤其得豐富和多樣化。該項目的目的是了解蝙蝠利用實現這一性能的物理原理。這一調查將基於對解剖學，組織學，力學性能獨特的量化數據和菊頭蝠發音器官生理學。所有這些數據都將被集成在一個詳細系統先進的蝙蝠功能數值模式發音器官。數值模型將包括聲道空氣流通，並通過喉組織的振動以及與室內空氣流通和組織振動的耦合，以及組織之間的耦合振動和超音波。在超聲從聲道到鼻孔的傳播也將被詳細研究。對於後一方面，非線性耦合的超聲源到聲道過濾器將受到特別重視。

結題摘要

蝙蝠使用一種非常高效和可靠性的微型生物感測器產生高振幅超音波脈衝。菊頭蝠在自然界擁有高度進化的仿生聲納系統，中國的菊頭蝠種類尤其得豐富和多樣化。本項目從解剖學、組織學、材料性能、聲帶振動模態以及超聲傳播方面研究菊頭蝠的超聲產生機理。目前，我們已經套用微型計算機斷層掃描技術以及組織切片技術，構建了馬鐵菊頭蝠和大蹄蝠的喉部骨架模型；搭建了溫度可控的張力試驗系統用於測量蝙蝠聲帶的材料特性；基於前兩項工作，套用模態分析方法研究簡化的類蝙蝠聲帶模型的振動模態，結果表明邊界條件對振型起關鍵作用；套用“數位化手術”和有限元方法研究了超聲從聲道到鼻孔的傳播過程，其中，聲道中的某些空腔對抑制超聲向肺部的傳播起至關重要的作用，這有助於保護肺部不受強度超聲的損傷。