超音波工学基礎 / Fundamentals on Ultrasonic Engineering

単位数: 2. 担当教員: 吉澤 晋. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語.

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

授業にはGoogle Classroomを利用。
非破壊検査や医療診断・治療などに幅広く応用されている超音波について，その物理的基礎を理解するとともに波動方程式などの基礎理論を使いこなせるようになることを目標とする。媒質の弾性により伝播する超音波の波動方程式，超音波送受信器の指向性，計測した超音波信号の解析方法などについて講義するとともに，演習を通して理解を深め，基礎理論の扱いに習熟する。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")

Google Classroom is used in the lecture.
Ultrasound is widely used for various purposes, such as nondestructive testing, medical diagnostics and treatment. In this course, lectures on ultrasound physics fundamentals, such as wave equation, directivity of transducer and ultrasound signal processing, will be given.

授業計画

第1回: 応力，ひずみ
第2回: 弾性
第3回: 弾性波の波動方程式
第4回: 波動方程式の解
第5回: 圧電材料
第6回: 圧電方程式
第7回: トランスジューサの指向性
第8回: 超音波ビームの偏向
第9回: 振動子面上の振動分布と音場分布
第10回: 振動子面上の振動分布と音場分布のフーリエ変換を用いた解析
第11回: 2次元フーリエ変換による波動伝播解析
第12回: 2次元フーリエ変換による波動伝播解析例
第13回: 超音波工学の医療診断への応用
第14回: 超音波工学の医学治療への応用
第15回: 超音波工学のその他の応用例

授業計画(Ｅ）

1st: stress and strain
2nd: elasticity
3rd: wave equation of ultrasound
4th: solution of wave equation
5th: piezoelectric materials
6th: piezoelectric equations
7th: directivity of ultrasonic transducer
8th: steering of ultrasonic beam
9th: distribution of vibration amplitude at the surface of transducer and sound field
10th: analysis of sound field using Fourier transform
11th: analysis of wave propagation by 2-dimensional Fourier transform
12th: analysis of wave propagation by 2-dimensional Fourier transform: examples
13th: application of ultrasound to medical diagnosis
14th: application of ultrasound to therapy
15th: other applications of ultrasound

授業時間外学習

各回2時間程度の予習/復習を必要とする。

授業時間外学習（Ｅ）

Students are expected to study about 2 hours on average, out of the class for every section.

成績評価方法及び基準

出席状況や課題レポートを総合的に評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Submitted reports, attendance and so on are evaluated.

教科書および参考書

オフィスアワー

随時。Emailで事前に日時を相談すること。

オフィスアワー（Ｅ）

Upon request. Contact via email prior to visiting.