双声源法测量有源多层板声学性能的实验研究

采用双声源法对有源多层板声学结构的声学性能进行了测量,以压电陶瓷片作用在被激励板上使之振动产生次级声源,验证了以往研究中的一系列理论。实验研究结果表明:多孔材料可以实现多层板有源声学结构在高频范围的吸声;以最小声压为目标函数,利用FxLMS算法获得最优次级声源强度进行有源控制,可以提高结构在共振频率上的隔声量;为保证隔声量测量误差不超过5 dB,必须选择测量幅度误差小于±0.5 dB的传声器,且传声器间距必须满足一定的数学条件;传声器精度一定时,传声器间距为测试频率1/4波长的整数倍,隔声量测量误差达到最小值。     

ASAC系统中少测点条件下的近场声压误差传感策略

根据有源控制策略设计简洁、有效的误差传感非常关键。针对基于声压声辐射模态的有源控制策略,具体设计与之对应的少测点条件下近场声压误差传感策略。首先,通过分析声压声辐射模态的空间滤波特性,证明基于声压声辐射模态的有源控制策略可行;然后,利用近场测量面上有限个测点的声压分布,通过求解模态展开所构成的欠定方程组的最小模最小二乘解,获取前K阶声压声辐射模态伴随系数的近似值,从而形成与基于声压声辐射模态的有源控制策略相对应的近场声压误差传感策略;最后,以置于无限大障板上的钢质简支薄板为例,进行数值仿真分析。结果表明设计的误差传感策略可行,所获得的前K阶声压声辐射模态伴随系数具有较高的精度。     

有限长圆柱壳结构水下声辐射有源控制实验

以水下有限长圆柱壳为对象,实验研究水下结构声辐射有源控制。实验中通过引入次级力源,以单个或两个误差点处的声压最小为目标函数,分析次级激振器和误差传感器布放（位置和数目）以及激励频率对控制效果的影响。结果表明：有源控制能够有效控制水下圆柱壳线谱噪声;增加次级激振器和误差传感器的数目,能够增大降噪区域;有源控制在3 000 Hz高频处对壳体噪声控制依然有效。有源控制能够对多线谱信号激励壳体辐射噪声产生抑制作用。     

运用内积相关性结合迭代相减识别两点声源

提出运用内积相关性识别两点声源的新方法,通过在声源面上构造虚拟声源,计算虚拟声源在传声器阵列上的声压,构造虚拟声源的声压向量,将其归一化,与传声器实际测得的声压信号作内积运算,通过优化算法搜索内积模的极值,当内积模达到最大值时,根据内积相关性原理,识别出目标声源的位置。当声源间距离较近时,声源识别精度受到声源间的干扰影响,引入迭代循环算法降低声源相互干扰的影响,以传声器测量面上剩余的声压作为判断循环终止的条件。计算结果表明,利用内积相关性结合迭代循环相减算法能有效识别出两点声源。     

声学计量学

一、声学计量的几个基本量声学计量中,声压、质点速度、声强和声功率是测量的主要参量。各基本量间的关系如表所示。表中ρ为媒质密度;S 为声源测量表面的面积;n 为质点与法线方向的距离;c 为     

应用于自适应声学结构的平面声源特性研究

建立理论模型对平面扬声器的工作原理、辐射声场性能做了分析,通过仿真得出了平面扬声器的辐射指向性及声压、声功率的频率响应曲线,对将平面声源用于作为自适应声学结构次级源作了分析和展望.     

复杂非水密结构目标强度预报方法研究

为准确预报表面敷设声学覆盖层，内部含耐压圆柱体的非水密结构声目标强度，构建了一种新的参数反演方法。将遗传算法与非线性规划相结合，在考虑斜入射、多次散射、吻合效应以及横波波速阈值的情况下，利用分层介质理论建立了双层弹性介质层反演模型，以此替代含复杂内部结构的声学覆盖层，该反演模型与原结构在各个角度下均具有基本相同的反射系数与透射系数。进而，应用COMSOL Multiphysics软件建立表面敷设声学覆盖层，内部含耐压圆柱体的复杂非水密结构与外壳由两种反演材料组成的等效结构，并求其声散射特性。研究表明：收发合置情况下，原结构与等效结构目标强度值基本一致，各个方向入射时研究频段整体误差在1.5 dB以下；30°收发分置情况下，原结构与等效结构目标强度波峰波谷趋势相同，各个方向入射时研究频段整体误差在2 dB以下。中高频段，原结构与等效结构目标强度指向性吻合程度较好；中低频段，原结构与等效结构目标强度指向性基本一致，但幅值存在差异；总体来看，-30°～30°范围内，除个别频率外，原结构与等效结构目标强度基本吻合。     

基于分布源边界点法的近场声全息实验研究

采用基于分布源边界点法的近场声全息技术对运转状态下的罗茨真空泵进行了噪声源识别和定位研究。实验采用13个声压传感器组成的传声器阵列和1个参考传声器测量全息面上的复声压信息，进而通过基于分布源边界点法的近场声全息技术和Tikhonov正则化方法重建获得声源的表面法向振速。重建结果表明：在测量信号中存在的2个低频噪声是支架在真空泵振动的激励作用下产生共振所致，而非真空泵本身所固有的噪声；而1533．2～1699．2Hz的宽带噪声则是真空泵端盖表面振动所产生，是真空泵所固有的噪声。同时，重建结果给出了各频率处噪声源的具体位置，为有效地进行真空泵的噪声控制提供了依据。     

基于谱几何法的隔声测量室动力学建模

随着噪声控制标准的不断提升和装配式建筑的快速发展，提升平板结构的隔声性能并改进其测量技术有着重要意义。基于谱几何法(Spectral Geometry Method,SGM)建立一种可用于虚拟声学测试的隔声测量室动力学模型，分别通过二维和三维傅里叶级数法得到板表面的位移和腔内声场，可确保声压与振速在任意位置的连续性。将声源腔和接收腔分别设置为混响室和消声室，并通过在拉格朗日方程中添加阻抗能量项实现任意阻抗边界。然后基于哈密顿原理充分考虑两声腔与板之间的耦合关系，得到系统的振动方程。通过与有限元模型的对比，验证了该方法的正确性、良好的数值稳定性与极高的计算效率。最后，分析弹性安装条件、接收腔厚度对于腔内声能及构件振动的影响，结果表明两者均可使板结构受到的声压激励产生变化，从而对结构的声传递产生影响。     

基于水平集的二维半空间声屏障优化设计

针对二维半空间声散射问题，采用水平集方法对声屏障截面进行优化设计。以Γ 型声屏障为例，给定水平集函数初始配置后，通过求解反应扩散方程来更新结构边界。目标函数设定为观测区域上声压的积分，并由伴随变量法计算出拓扑导数作为优化的梯度。声场与伴随场均采用边界元法进行求解，同时将半空间格林函数作为基本解，以模拟地面对声波的反射效果。在每次迭代中对零水平集基于结构面积进行过滤，仅保留主体部分作为声屏障的截面外形，实现基于拓扑优化的高效形状优化处理。数值算例给出过滤前后的优化结果，并利用商业软件COMSOL进行验证。     

有源声学结构:概念、实现及应用

有源声学结构是近10年来在有源控制和功能结构基础上，发展起来的一项用于噪声控制的新型声学结构，具有低频响应好、通用性强、工程应用前景好的特点。本文就有源声学结构的基本概念、组成结构、实现方法及工程应用等方面的问题给予了深入研究。     

基于模态理论的有源声学结构控制机理研究

有源声学结构是近年来提出的一种控制结构低频声辐射的有效方案，它是智能结构在噪声控制领域的具体应用，其控制机理是一个亟待解决的关键问题，文中结合声辐射模态和结构振动模态理论对该问题进行了研究并作了定量解释。研究结果表明：有源控制的机理在于减小结构主导辐射模态的幅度（声功率），同时保证低阶非主导辐射模态的幅度不会有大的升高；在控制高阶辐射模态幅度的同时，低阶辐射模态幅度也被有效控制；四个次级板能够抵消各种类型的振动模态对应的主导辐射模态，从而有效控制结构所有振动模态的声辐射。     

基于实验室重现噪声的高速列车车厢主动降噪实验研究

为降低高速列车运行时的车厢内低频噪声,研究了车厢内大范围区域的噪声主动控制问题。针对高速列车运行实测噪声频谱与目标降噪区域尺寸（1.8 m×2.5 m×1.3 m）,设计48通道的前馈主动控制系统。按照比较匀称的排列方式,次级声源布放在车厢内除底部的其余5个面上,误差点分布在目标区域。通过测量各声学路径传递函数,离线计算和控制滤波器工作状态。在半消声室内进行一节车厢布局的降噪实验,使用车外声场重现系统播放4种车速工况下的初级噪声,测量主动控制系统的降噪性能并分析不同车速下噪声和不同参考信号下系统性能的异同。结果表明,对于不同车速的噪声,使用车厢窗户的振动信号为参考信号,在目标区域48个测量点可获得3.1～4.7 dB（A）的平均降噪量,验证了主动控制系统在大范围区域实现降噪的可行性。     

基于有限点振速分布设计误差传感策略

误差传感策略是实现主动结构声学控制的关键的一环。在中低频率时，控制振动结构前几阶声辐射模态可以有效控制总声功率，基于声辐射模态进行板结构主动声学控制的关键是如何获得前几阶声辐射模态伴随系数。在振动平板上测量少数点振动速度分布，利用声辐射模态性质，通过求解欠定方程，得到所需要的前N阶声辐射模态伴随系数。利用得到的前N阶声辐射模态伴随系数作为控制器的输入，形成基于声辐射模态的主动控制策略和相应的误差传感策略。以固定支撑板为例，从主动控制效果分析得到的结果与理论值一致，说明利用上述误差传感策略得到前几阶声辐射模态伴随系数是可行的。     

排气消声器性能试验台隔声罩的设计

船用柴油机排气消声器性能试验台的平均声压级可达100dB(A)以上,必须采取降噪措施。设计了一种新型装卸式隔声罩,它由新型蜂窝板结构和新型泡沫吸声材料组成。初步试验结果表明隔声罩可使试验台的平均声压级降至82dB(A)以下,具有良好的降噪性和阻燃性,安装拆卸方便,可以为其它结构的隔声设计提供一定的参考。     

智能化声学控制的隔声罩

为了满足机械设备在变工况条件下运行的噪声控制需要,在声学理论的基础上推出作吸声处理隔声罩内任一点的声压随气体媒质压强的变化公式,并将隔声罩技术与PLC控制技术相结合,设计出一种可以根据噪声辐射的强弱自动调整隔声量的智能隔声罩。该隔声罩通过改变罩内的真空度,来对其隔声量进行调节,整个过程是由传感器、PLC及伺服电机等组成的控制系统来实现,能同时完成对低频、中频和高频噪声的控制,具有易于自动化,智能化的特点。某钢铁厂煤气压缩机房一年多的使用情况证实此方法的有效性。     

有源振动噪声控制技术在潜艇中的应用研究

阐述了有源振动噪声控制技术中控制器、作动器和传感器三大关键技术的研究进展,基于有源结构声控制已逐步成为未来主动噪声控制的一个重要的发展方向,主要介绍了振动主动控制方面的研究进展.从振动主动控制和噪声主动控制两个方面,介绍了振动噪声主动控制技术在舰船减振降噪中的应用现状,针对潜艇声隐身设计中被动振动噪声控制措施存在的不足及主动控制技术的发展现状,探讨了振动噪声主动控制技术在空间和有效载荷有限的潜艇中的应用前景,列举了未来潜艇声隐身设计中振动噪声主动控制技术可能的应用场合,以期为提高我国潜艇的隐身性能提供一定的借鉴作用.指出其对于提高潜艇的声隐身性能的重要意义.     

住宅小区内部地铁活塞风井噪声控制技术研究

地铁隧道活塞风井向外排风的同时,产生较强的噪声,特别是活塞风井置于住宅小区内部时,噪声对周围敏感建筑的影响更大,现场实测噪声超过了国家标准。为了有效控制活塞风井噪声对周围环境的影响,结合地铁已有消声降噪措施降噪量不足的情况,基于声学仿真软件Comsol和Cadna/A对活塞风井消声降噪技术措施进行理论研究,以寻求更优化的降噪技术来解决噪声问题。通过实测和模拟,采用合理设计消声器以后,住宅小区内部敏感建筑的噪声达到标准。文中的研究结果为此类噪声控制工程提供了技术支撑和参考。     

基于随机脉宽调制技术的感应电机矢量控制系统研究

随机脉宽调制技术可以使逆变器输出电压的谐波成分均匀地分布在一个较宽的频率范围内，达到抑制噪声和机械振动的目的．把随机脉宽调制技术引入感应电机矢量控制系统中，保证了调速系统的高性能，同时也降低了电机的有色噪声和机械振动．     

气固两相流介质中声衰减测量方法研究

通过声波衰减谱反推气固两相流状态,是气固两相流声学监测研究的一种重要方法。在假设声能量的相对衰减量与声波传播距离成正比的前提下,推导出声压级随传播距离变化的表达式。设计搭建了测试两相流下声衰减的实验台,根据声压级随传播距离变化的关系,推导出实验计算气固两相流声衰减系数的表达式。实验条件下的噪声主要为风机的漩涡噪声和旋转噪声,以及机械噪声和气流的气动噪声。分析不同噪声的特点,提出了通过A计权网络和小波滤波相结合的滤除噪声的方法。