中国科学院声学研究所东海研究站纪念汪德昭院士诞辰100周年

2005年12月20日,是我国著名物理学家、中国水声事业奠基人、中国科学院资深院士、中国科学院声学研究所首任所长汪德昭先生诞辰100周年,东海研究站曾和汪德昭先生共同工作过的离退休老同志与中青年科研人员举行纪念汪德昭先生诞辰100周年座谈会,以十分崇敬的心情,缅怀汪先生60多年的科研生涯中取得的丰硕成果,以及对我国科学事业的发展,特别是对水声科学研究的建立和发展作出的卓越的贡献表示由衷的敬意和深深的追思。座谈会上,这些曾在汪先生领导、指导下工作过的离退休老同志,当年是风华正茂、意气风发的有志青年,如今已是两鬓斑白古稀老…     

OFDM系统的一种精确的符号定时估计——纪念汪德昭院士诞辰100周年

作为一种高效的数据传输技术,正交频分复用(OFDM)技术具有良好的抗衰落能力,实现数据的高速传输。但是OFDM对同步误差特别是符号同步误差十分敏感。本文提出了一种低复杂度的符号定时估计,利用一个训练帧来实现同步。文中分析了该算法的性能,并在噪声信道中进行了性能分析,给出的仿真结果表明,该算法具有较高的精度和较低的计算复杂度。     

热声揩振声场相位和功流分布的实验研究

热声热机的相位和功流的分布对于负载匹配至关重要。在无负载和有负载两种情况下,对热声谐振管的声场相位和功流分布进行了测量,并与网络模拟的结果进行比较和分析。实验结果表明,相位的分布与驻波比、位置以及负载有关。     

光弹法研究固体圆柱横截面上的脉冲声场

为了研究超声脉冲波在钢、铁、铝等金属棒内的传播规律。检验已有的声学理论,采用和金属声速接近的光学玻璃为样品,当超声垂直于样品侧壁入射时,利用研制的动态光弹成像系统研究了玻璃园棒内超声脉冲纵波、横波、瑞利波声场的传播特性。自动记录了0—99．9μs时间内各种超声波声场在玻璃园棒横截面上的传播图像（时间间隔0．1μs）,由此来模拟超声脉冲波在金属棒横截面中的传播行为。     

应用光声技术测定薄型材料导温系数的研究

本文报导了用光声技术测试和研究薄型试样导温系数的结果,建立了该方法的理论模型,介绍了实验装置和数据处理的方法。用本装置对三种标准和亚标准试样的测试结果表明,实测值和文献推荐值相当吻合。本文的基本理论和实验方法同样也适用于其它有机、无机等薄型材料。     

低频声有源吸收理论研究

为了吸收低频入射声 ,作者提出了一种有源吸声结构 ,本文从理论上研究了该结构的吸声性能。文章首先建立理论模型 ,然后通过近场方法和求解弹性板 -声腔耦合系统结构响应推导了有源控制前后反射声功率的计算公式 ,然后按声反射功率最小化准则求得最佳有源吸声效果。最后通过一系列算例证明了该吸声结构吸收低频声波的有效性 ,并研究了吸声效果与次级力源位置的关系     

声场影响氧化锆纳米粉体溶胶-凝胶制备过程的研究

研究了不同声场作用下 ,溶胶 -凝胶制备氧化锆纳米粉体过程中凝胶的形成及性状。结果表明 ,在适当的声场作用下 ,可得到颗粒均匀、分散性好、聚集体少且较致密的氧化锆凝胶     

结构-声场耦合系统声压响应优化设计研究

为了减小结构振动产生的噪声,基于结构-声场耦合有限元模型,对其在简谐力激励下的声响应进行了计算。在此基础上,以结构厚度为设计变量,保持结构重量相对不变并以设计变量的上、下限为约束,以设计域点在各频率响应声压平方和的平方根为目标函数,对其进行了优化设计研究。用软件N astran计算声响应及声敏度,基于iS IGHT对N astran的集成用可行方向法实施了优化。以一矩形板结构-立方体声场耦合系统为实例,得到了优化的结构厚度分布。优化后,设计域点的峰值声压级均有不同程度的降低,声压级降低最大值达32.8dB。结果表明声压响应优化设计,在保持结构重量相对不变的情况下,通过对结构重量的重新分布能达到较明显的降噪效果。     

声场-结构耦合系统特征值敏度研究

基于有限元模型分析了声场-结构耦合系统的左、右特征向量关系式，证明声场-结构耦合系统左特征向量可用右特征向量的分量来表示，基于此分析推导出声场-结构耦合系统的特征值敏度表达式。以一矩形声场-结构耦合系统为实例进行计算，基于Nastran对声场-结构耦合系统进行模态分析，用其内部的DAMP语言编程计算了特征值敏度。结果验证了该方法的有效性及正确性。     

基于一致性几何绕射理论的曲面表面绕射声场解

提出了一种基于一致性几何绕射理论的理想刚性光滑曲面表面绕射声场高频近似计算方法。分别以圆球和无限长圆柱为例,计算了其表面绕射声场,并将计算结果与解析解进行了比较。结果表明,该方法具有计算简单明确,物理概念清晰,计算结果精确的特点。     

衍射现象对活塞式声源超声场分布的影响

超声波由于其良好的指向性,可被广泛应用于海洋探测与开发、无损检测与评估、医学诊断等应用领域。基于KZK方程,利用频域有限差分方法对衍射现象进行分析,计算了活塞式声源的基波和高次谐波声场,发现高次谐波和基波具有类似的声场分布特性,并且谐波阶次越高,径向扩散越少,声场特性越好。研究获得了超声波在空气中传播的声场特性,分析了基波及各次谐波的指向性优劣以及传播范围的大小。在研究的过程中,利用MATLAB等数学工具,对研究结果进行了数值计算和模拟。以上结果为研究超声波的声场特性提供了一定的参考,对研究超声波声场的指向性有着实际性的意义。     

声场对蛋白酶催化活力及分子构象的影响

本文综述了声场对蛋白酶催化活力及分子构象的影响。有关研究发现 ,适宜的超声辐照可以增强蛋白酶的活性 ;激活固定化蛋白酶 ,促进酶的固定化过程 ;提高二肽的酶合成产率 ;加速在蛋白酶催化下发生的酰化反应。有关研究也发现 ,声场作用会引起蛋白酶分子构象发生一定程度的变化。     

点聚焦超声辐照下液体中的声场和声化学场分布

通过数值模拟和实验分别研究了点聚焦超声换能器在液体中直接辐照和间接辐照时产生的声场和声化学场分布。研究结果表明,在直接辐照时,数值模拟得到的液体中声压较大位置与声化学反应场位置相一致:在聚焦超声焦点处及液体表面附近。当使用间接辐照时,焦点处声压减小,在试管底与超声换能器之间形成驻波。为了增加间接辐照时容器内的声压,实验使用底端贴有薄膜的双通试管,通过计算机模拟和实验证明在该情况下,容器内声压,特别是容器焦点处声压和声化学反应场有所增强。     

超声针灸相控阵声场及控制模式研究

超声“针灸”是利用二维相控阵实现声能在皮下不同深度的聚焦,刺激特定穴位,从而模拟传统针灸手法的治疗技术。对设计的超声针灸相控阵在不同聚焦深度下的垂直聚焦声场和偏转声场进行仿真,并对焦域进行统计分析,明确了所设计的相控阵探头延时聚焦声场可以满足超声“针灸”的“针形”声场要求。基于声场仿真,还对超声“针灸”声场控制模式进行了仿真研究,研究结果表明:控制超声相控阵聚焦声场聚焦位置的上下移动以及偏转聚焦,可以模拟传统针灸的提、插以及进针角度的变化,为超声“针灸”进一步模拟传统针灸手法提供了理论依据。     

驻波场原油破乳及盐衡算方法

原油在加工前要进行脱水脱盐处理。声波破乳是十分有效的强化原油脱水脱盐方法。利用声波的破乳机理．在驻波场中考察了声波声强和辐照时间等对鲁宁管输原油破乳的影响,并得到较好的试验条件为：原油预热温度约80℃,搅拌强度400r·min^-1,搅拌时间15min,破乳剂NS-2003用量20μg·g^-1,注水量5％,声波辐照时原油温度80℃。辐照声强0．38W·cm^2,辐照时间约5min,沉降温度75℃,沉降时间90min;在此实验条件下原油的脱后含水率0．37％．盐含量3．85mg·L^-1;脱水率92．696,脱盐率87．9％。原油盐衡算发现,原油注水量偏少时,脱后原油中盐含量偏高的原因是原油与水不能充分接触,盐不能充分地被洗脱。     

声速分布对浅海低频声场空间相关的影响研究

针对浅海低频环境下水中声速分布对声场空间相关性的影响问题,利用基于抛物方程方法的RAM程序,仿真分析了声场空间相关特性在浅海不同声速梯度、不同阵元间隔下的变化规律。研究结果表明:在浅海低频环境下,正声速梯度值越大,垂直相关系数衰减越慢,水平纵向相关系数则相反;随着正声速梯度值的增大,垂直相关长度和水平纵向相关长度均呈现剧烈波动。负声速梯度值越大,垂直相关系数衰减越快,水平纵向相关系数则相反;随着负声速梯度值的增大,两类空间相关长度均缓慢波动。     

离心泵叶片缝隙对声场特性影响的研究

为进一步研究离心泵的声场特性,对离心泵叶轮叶片尾缘进行开缝测试。考虑开缝径向直径D_k和缝隙宽度B,设计了18组正交试验来探究叶片尾缘缝隙对声场的影响。针对离心泵噪声的发生机理,采用重整化群k-ε（Re Normalization Group,RNG k-ε）模型对离心泵进行全流场非定常数值模拟,并根据FW-H方程提取蜗壳壁面的湍流脉动作为偶极子声源,基于声学边界元法进行离心泵声场计算,将声学计算结果与流场压力脉动结果进行综合分析。研究结果表明：压力脉动可在一定程度上反映声压级的大小,隔舌区压力脉动波动剧烈,此处是噪声的主要发生源。开缝叶片可以有效改善叶轮出口的不均匀流动,对内外声场噪声的降低有一定的积极作用,且在径向开缝位置γ=0.90时降噪效果最佳。     

高速公路高架段桥下反射声识别及改善措施

台湾因为中山高速公路承载量逐年不足,拟通过兴建汐五高架来解决交通拥堵问题。该工程虽然有效地解决了交通拥堵问题,但高架桥的桥腹反而变成了平面路段交通噪声的反射面,使当地原有噪声问题更加严重。文章通过声源识别技术取得现场不同声源的贡献量,其中以反射声为环境噪声的主要增量来源。基于前述声源识别结果,针对桥底反射声设计了不同几何形状的桥底吸声装置(W型以及倒N型吸声装置),两种桥底吸声装置的声学检测结果显示,W型以及倒N型吸声装置的斜入射吸声性能较平面型吸声板好。另外依据实测成果可知,进行大型工程的噪声改善前,通过声源识别技术区分出主要和次要噪声源,并针对噪声源提出最佳的改善方案,可大幅提升改善工程的效益。