平面为圆内接正n边形(n为≥7的奇数)的厅堂声聚焦定理

本文以参考文献[1]为基础,提出和论证了平面为圆内接正多边形且声源位于圆心时的厅堂声聚焦规律.当 n 为奇数时(≥7)其声聚焦图形为圆内接正2n 边形,圆心不变,且边长与原边长之比为:zcos(π/n)sin(π/2n)sin((n+1)π/2n).     

现场识别多个声源原信号的研究

在噪声控制以及利用机器噪声源进行工况监测和故障诊断中，必须首先了解噪声的来源及与其相关的信息，现场测量多个声源的原信号时不可避免地存在反射声的干扰，根据几何声学的模型和广义逆矩阵的原理，提出一种在多个反映面影响下利用广义逆矩阵原理消除声反射影响，并把多个声源的原信号恢复出来的方法。计算机数字模拟和声学实验结果表明，当声源原信号为单频正弦信号，倍频程信号和某些语音元音信号时，该方法对恢复多个声源原信     

基于坐标系变换的三维声源定位算法

采用基于声达时间差（TDOA）的声源定位技术,给出了一种基于坐标系变换的三维声源定位算法,该算法弥补了以往算法繁琐、计算量大、定位不准确的缺点.将一个人为设定的坐标系转化为特定的坐标系,使得在原坐标系下处于任意位置的4个麦克风的坐标转化在新坐标系下具有一定自由度的特定3点的坐标和另一任意点的坐标,并在此新坐标系下快速计算出目标声源的坐标,从而确定声源的实际位置.将实际测量的声源位置与算法的计算结果进行比较,结果表明了该算法的有效性和实用性.     

椭球反射罩聚焦特性实验研究

曲面障板反射是水声工程中汇聚声波能量、提高传播距离的有效方法之一,而椭球反射罩的聚能效果最为明显。文章分析了椭球反射罩的聚焦原理,建立了基于水下等离子体声源和椭球反射罩的聚焦声场产生和实验系统;开展了椭球反射罩聚焦声场实验研究,从声轴和焦平面2个方向研究了声脉冲波形、峰值压力与声场位置之间的关系,得出了椭球反射罩聚焦声场的分布特性,量化评价了椭球反射罩的聚焦特性。实验结果表明,椭球反射罩聚焦增益大于20 dB,第2焦点处的峰值压力约23 MPa,声压级达267 dB。     

四位置刚体导引曲柄滑块机构的设计

通过作出布尔梅斯特圆心曲线、圆点曲线后,根据动力学要求γmin＞40°～50°,对曲柄滑块机构进行了设计,求出拐点圆,并得出滑点、导路倾角、拐点圆之间的关系.滑块铰接点B1的位置与滑块导路倾角β有关,而拐点圆K1与滑块导路倾角β无关;设计时可适当调整滑块导路倾角β而拐点圆不变,则点B1位置在拐点圆K1上作出相应变化,以满足设计要求.对于计算实例,当A取值＜-17时,不能得到圆心曲线上的点,与布尔梅斯特圆心曲线的理论相符合,即对于任意给定连杆平面四个相关位置,连杆运动平面上只能找到一些与之相应的圆心点.     

光纤声发射源定位实验平台的研究与实现

为了研究固体中声发射源定位问题,开发了一套成本低廉,适用范围广,检测灵敏度高的声发射源定位实验系统.采用Sagnac光纤干涉仪作为点传感器构成传感阵列,给出了Sagnac光纤干涉仪超声检测及声源定位的原理;光纤传感器布置在矩形钢板上构成阵列,用模拟声源激励钢板上的任意位置,基于单片机的数据采集电路将四路声发射信号发送给计算机,计算机通过VB编写的软件平台对四路信号进行解调处理.根据四路信号的时间差得到声源的位置,并采用时差修正法提高了定位精度.结果表明,此系统利用光纤传感器实现了钢板中声发射源的定位,为材料结构健康检测与监控的研究提供了一种新的方法.     

近场波束零陷权声图测量干扰抑制技术

聚焦波束形成声图测量技术是一种近场高精度声被动定位技术.为了抑制近场声图测量过程中干扰声源对待检测声源定位的影响,给出了一种基于近场聚焦波束零陷权的声源干扰抑制方法.经过理论推导分别给出了权在窄带信号情况下和宽带信号情况下的解析形式,该权具有形式简单,计算量小等优点,适合实际工程应用.对权的性能进行了仿真及实验验证,结果表明,该权可以有效地在近场干扰声源位置上形成指向性零点,从而抑制掉干扰声源对声图测量的影响,改善对待探测声源的声图测量效果.     

剪切层形态对声波传播与声源定位的影响研究

声学风洞开口实验段的剪切层形态对气动噪声测量及声源定位有重要影响。以平行剪切层和扩张剪切层为对象研究了剪切层的厚度、扩张角、强度等因素对声波穿过剪切层传播规律以及声源定位的影响。剪切层的流场采用自相似的速度分布来构造,声传播模拟采用带源项的线化欧拉方程,声源定位使用基于Amiet理论的波束成形技术。研究结果表明:采用高精度的数值方法可以很好模拟声波穿过剪切层产生的折射、反射等现象;剪切层厚度、扩张角和强度等的变化对使用简化对流波动方程预测的垂直入射区影响较小,对上/下游区域影响较大,这主要体现在剪切层的存在改变了声传播的相位;剪切层厚度、扩张角和强度的增加,造成声波穿过有/无厚度剪切层的声场差别增大、基于Amiet理论定位的声源相对实际声源的位置偏移量增大。     

高速列车转向架区域气动噪声源识别与分析

高速列车转向架区域为其主要气动噪声源之一,迄今为止较难描述高速列车气动噪声源特征,鲜有有效的声源识别方法。利用高速列车转向架区域以偶极子声源为主的声源特征,将气动声源等效为无数个球形声源的集合,基于声辐射与声源,声源与流场物理量之间的关系,结合流体数值仿真,建立高速列车偶极子声源识别方法,并聚焦头车转向架区域进行声源识别。同时,以涡声理论为基础,建立偶极子声源强度和流场多物理量的关系,分析流场产生声源的本质。研究表明,偶极子声源集中的位置多为迎风侧气流与壁面发生激烈作用的位置,气流与壁面发生撞击与分离是产生偶极子声源的主要原因,且在该区域涡量的变化对偶极声源强度影响最大,在不同区域,不同方向的涡量分量在起主导作用。     

收发一体激光致声换能器声特性分析

设计并分析一种收发一体激光致声换能器的声学性能.利用旋转抛物面的声学反射特性,获得216.1 dB的激光声声源级和0.24°的角度分辨力.通过控制激光参数和击穿蒸馏水获得距离分辨力为4.9 mm的激光声信号,推导出该换能器接收波束和发射波束的指向性函数、波束宽度方程和指向性指数表达式.通过理论推导和数值计算,初步证明了该收发一体的激光声换能器在距离分辨力、角度分辨力和声源级3方面具备了作为图像声呐声源的必要条件,在距离分辨力上具有明显的优势.     

某SUV型汽车后视镜气动噪声数值仿真

为有效降低汽车气动噪声,依据声类比思想将气动噪声计算分成流场和声场计算,采用全域与子域分步计算流场和ACTRAN计算声场相结合的方法对某SUV型汽车后视镜的3种方案的气动噪声进行数值仿真,得到车外流场与车内外的声场及声压级频谱曲线,分析流场云图和声压级频谱曲线的变化规律.结果表明:方案III的后视镜因边缘凸起改善了侧窗外流场湍流脉动压力、漩涡和声源位置分布,减少了后视镜通过侧窗传播到车内的噪声.数值仿真结果与实验测试结果吻合较好,验证了方法的正确性.该方法可优化车内声场的分布,提高司乘人员舒适性.     

楔形海域声矢量场分析

海洋环境中的声传播是水声学研究领域的一个经典问题.在传统的研究中,关心的主要是声压场.随着矢量水听器的出现,不仅是声压场,介质质点振速场也受到极大关注.应用虚源法分析了ASA基准楔形模型中谐和点源的三维质点振速场.基于Deane和Buckingham给出的声场声压表达式,文中推导了三维质点振速的积分公式,并应用数值积分的方法计算了声场声压与质点振速,分析了它们的传播损失和相位差以及不同方向声强的衰减过程.结果表明,即使在远距离上,声压与质点振速的相位差并不为零.     

镜面与扩散反射界面球形空间语言清晰度比较

定量分析扩散反射界面对球形空间内语言清晰度的改善作用.研究限定在几何声学的范畴内,无指向性点声源设在易引起球内声聚焦的典型位置球心上,界面吸声系数均匀分布.分别采用解析法与声学辐射度方法获得镜面与扩散反射界面球形空间的脉冲响应.计算与比较镜面与扩散反射界面球形空间内的脉冲响应和明晰度C50.为了衡量反射界面对球形空间内语言清晰度的改善效果,将球形空间与立方体空间的明晰度C50进行对比.结果表明,在镜面反射界面的球体中,C50值较低,而扩散反射界面能够在整体上提高C50值,尤其是在接近球心的声聚焦区域,但是界面反射模式引起的改善不如形体引起的改善有效.     

多功能厅堂的计算机声学仿真

Odeon建筑声学设计软件是目前建筑声学领域进行建筑声学设计及仿真计算最为成功的软件之一．借助该软件,笔者在概述其基本功能及工作流程的同时,以一个现有的多功能厅堂的建筑模型为例,考虑舞台上只有一个点声源,在听音区域选择了6个有代表性的听音位置,计算了多个声学参数,然后全面分析声学参数的分布状况．在声学分析的基础上,评价厅堂声学设计的优劣,最后指出该厅堂各项声学指标仍有诸多不妥之处,为使厅堂的声学性能满足要求,还必须对厅堂的扩散和吸收特性做仔细调整．     

柴油机水下排气管口辐射噪声

对柴油机水下排气管内脉动气体注入水中所形成的管口辐射噪声进行了理论研究.从流体力学的基本方程出发,根据水下排气管口流动状态的观察,推导了柴油机水下排气管口辐射噪声与管口处气体流动参数之间的理论关系.并用声学传递矩阵方法建立了柴油机源特性,管内声场与管口辐射噪声的关系.从而可以用线性声学理论预报柴油机水下排气管口辐射噪声.     

声强测量应用研究

声强测量是声学测量领域的一项新技术。本文研究了空气中声强测量的一般方法,通过对国产Yxx型飞机舱室的声强测量,对声强测量的优点及测量中应注意的问题做了分析。本文还给出了Yxx型飞机舱内部分位置的声强等值线图以及由声强分布解算出各表面辐射或吸收的声功率数值和声源与声汇的位置。     

Extension of the pressure correction method to zero-Mach number compressible flows

In the present paper, the classical pressure correction method was extended into low Mach number compressible flow regime by integrating equation of state into SIMPLE algorithm. The self-developed code based on this algorithm was applied to predicting the lid-driven cavity flow and shock tube problems, and the results showed good agreement with benchmark solutions and the Mach number can reach the magnitude of as low as 10⁻⁵. The attenuation of sound waves in viscous medium was then simulated. The results agree well with the analytical solutions given by theoretical acoustics. This demonstrated that the present method could also be implemented in acoustics field simulation, which is crucial for thermoacoustic simulation. Supported by the Key Project of National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50736005, 50636050)     

室内声学设计与电声

本文讨论了建筑声学在室内音质设计中的一般方法及电声学设计的一般方法,并着重说明了在现代化建筑内良好的音质效果应是建筑设计与电声设计的完美结合。现代电声技术的发展完全补偿室内建筑设计之不足,营造出适合不同用途的声场氛围。主要内容有:室内音质标准,大厅尺寸设计,混响设计,电声设备,电声设备的补偿。     

大空腔穿孔板吸声结构的吸声特性

就建筑声学中日益广泛使用的大空腔穿孔板吸声结构的吸声特性进行了探讨,通过对大空腔中声传播特性的分析,根据电-力-声的类比原理,给出了大空腔穿孔板吸声结构的电-力-声类比电路,继而提出了大空腔穿孔板吸声结构共振频率的估算方法和近似估算式,最后介绍了一些大空腔穿孔板吸声结构的设计和改善吸声特性的措施。