珊瑚型环礁斜坡地形水下声传播特性分析

从岛礁斜坡地形条件下的声信号衰减和地形阻断效应分析出发,重点针对水下声场分布规律及其对声传播造成的影响开展研究。利用水声模型理论,结合某礁实测地形以及水文数据,建立岛礁斜坡地形下的多途声信道模型,基于Bellhop与RAM声学仿真方法,对不同地形下的声线轨迹、声传播损失以及信号时延等声场特性进行仿真分析,得出岛礁斜坡地形下的声场分布特征。研究结果表明：（1）岛礁斜坡地形是影响其声传播模式的关键因素;（2）斜坡外缘浅海区域的目标不易被岛礁斜坡顶端的声呐所探测; （3）陡坡地形对浅海声源的声传播有利,当声源深度足够大时,缓坡地形下的本征声线数目能够达到在陡坡地形下的5倍,对声传播有利。以上研究结果可为岛礁区水下声场的特性分析以及水下声学对抗等实践应用提供理论基础和技术参考。     

流域网格中嵌入式复杂声源的时域传播仿真

针对声学商业软件较难模拟任意形状、时变复杂声源的声辐射问题,使用有限体积法在时域内求解无声源项亥姆霍兹(Helmholtz)方程,将复杂声源嵌入到有限体积单元节点,推导了由给定声源表面声压或振动位移得到速度势公式,提高了声源处理的灵活性和计算效率。该方法允许对初始场问题及复杂时变声源声辐射进行仿真。对常见声源及二阶圆柱体声源声辐射进行了数值模拟,结果与解析解及商业软件结果进行了对比,误差均小于15%。程序具有良好的封装性及通用性,可以灵活地对不同声源进行组合,得出任意复杂声源时域的传播规律,为复杂声源声辐射等线性声学问题的研究提供了一个可靠的平台。     

风洞射流和汽车绕流对声传播的影响

汽车风洞气动噪声测试中,由于射流和汽车绕流场的存在,流场外测量不能获取汽车声源的准确信息?研究以两种流场对声传播方向(声源漂移量)的影响开展?通过在风洞射流核心区安放特定声源和实车的试验,分别得到了射流和汽车绕流场对声传播的影响?研究表明两种流场对声传播都会产生较大影响,试验分析应加以考虑;研究分别对风洞射流和汽车绕流进行了气动数值仿真,据此拟合出剪切层和汽车绕流场速度分布线性化模型,并结合几何声学方法,建立了连续多层均匀运动介质声传播模型,得到了预测射流和汽车绕流产生声漂移量的方法?研究表明该方法可以有效预测风洞声学实验中介质运动对声传播方向的影响,并可用于风洞声学试验中流动对传播方向影响的修正?     

空气声源入水噪声试验研究

1.引言 最近,空气声源激发的水下声场受到了人们的重视.有关理论表明可以通过简单的计算得到空气中静止声源产生的水下声场[1]～[3],国内也有文章发表[4],但仅限于理论,有关试验研究未见报道.为了更进一步了解浅海环境下空气声源激发的水下声场特性,我们于2003年3月组织了空气声入水海上试验,测量静态声源在空气中激发的声信号在水下产生的声场.     

道路交通噪声中单车辐射噪声测量及分析

以道路通行的单个车辆为研究对象,导出半自由场单车点声源的噪声辐射模型,应用噪声测量分析手段,结合相应的声学评价量,对实际道路条件下单车辐射噪声的声级大小、时域信号、频谱、声学品质等特性进行探讨和研究。结果表明,随车辆与测点距离的变化,单车辐射声的声级呈现先增大后减小的非线性变化规律;其高频声压级随距离增加而衰减;与小车相比,中车和重车辐射噪声中的低频成份比例大,声级值高;小车辐射声响度在低频125Hz和高频1kHz频段的贡献量较大,重车则体现为低频段（250~500 Hz）贡献量大,而高频段的贡献量不明显。     

低车流量下高速公路声屏障插入损失的分析计算

在对车流量较低的高速公路声屏障进行声学测量时，发现声屏障的实际降噪效果低于传统理论计算值。分析了车流量对这种偏差影响的原因，提出了等效时间模型和利用无限长线声源、有限长声屏障绕射损失计算公式进行修正的方法。     

簇绒地毯织机结构声辐射特性研究

为进行簇绒地毯织机结构声辐射特性研究,首先建立簇绒地毯织机主织造机构的有限元模型,以实际测量得到的振动速度信号作为激励,计算主织造机构加速度响应;然后,利用 LMSVirtual.LabAcoustics软件建立地毯机主织造机构和工作空间的声学边界元模型,以加速度响应作为声学边界条件,采用直接边界元法计算主织造机构的声辐射噪声;随后,采用间接边界元法进行工作空间与玻璃耦合的复合声场的噪声计算,分析其声场分布特性并计算工人人耳处场点声压级;最后,实验测得工人作业处场点声压级,其结果表明：对簇绒机主织造结构表面的噪声来说,主轴位置处的噪声值较高,声波辐射具有一定的指向性,并且随着频率升高,工作空间中的声场分布逐渐均匀,工人作业处的噪声值较高。     

簇绒地毯织机结构振动声辐射特性研究

为进行簇绒地毯织机结构声辐射特性研究,首先建立簇绒地毯织机主织造机构的有限元模型,以实际测量得到的振动速度信号作为激励,计算主织造机构加速度响应;然后,利用LMS Virtual.Lab Acoustics软件建立地毯机主织造机构和工作空间的声学边界元模型,以加速度响应作为声学边界条件,采用直接边界元法计算主织造机构的声辐射噪声;随后,采用间接边界元法进行工作空间与玻璃耦合的复合声场的噪声计算,分析其声场分布特性并计算工人人耳处场点声压级;最后,实验测得工人作业处场点声压级,其结果表明:对簇绒机主织造结构表面的噪声来说,主轴位置处的噪声值较高,声波辐射具有一定的指向性,并且随着频率升高,工作空间中的声场分布逐渐均匀,工人作业处的噪声值较高。     

基于大涡模拟的水下射流噪声计算方法分析

在前期对低马赫数下气动噪声计算方法的研究基础上,建立大涡模拟(LES)和Lighthil声类比水动力噪声混合计算方法,并通过参考文献中的水下射流声学实验结果对该方法进行验证。首先,参考试验模型尺寸建立三维模型,分别划分流场计算和声学计算所需结构网格,通过试算确定外流域大小和网格划分方式;接着,采用LES对射流流场进行计算,通过压差、压力脉动、速度不均匀度等指标对湍流流场特性和计算稳定性进行分析;随后,将流场计算结果作为声源项插值到声学网格,基于Lighthill声类比理论,对水下射流噪声进行计算;最后,对比水下射流声学试验数据与流噪声计算结果,验证和分析该混合计算方法计算水下射流噪声的可行性和正确性。结果表明,所建立的LES和Lighthill混合计算方法能较好地模拟水下射流噪声,可用于水动力噪声的研究。     

水声探测信号级仿真通用模型库设计

信号级仿真以其能更真实地模拟装备作战性能且可进行统计仿真等显著优点成为完成水下作战效能评估任务较为理想的平台之一,而诸如舰艇辐射噪声模型等水下作战实体的声学模型则是构成水下作战评估体系的基础。在对水下作战过程进行深入分析的基础上,设计了水声探测信号级仿真通用模型库。该模型库以鱼雷为声学模型,通过数据库将八类水下作战实体和环境模型进行分类管理,支持离线和在线仿真,模型库中的各模型均经过实测数据进行验证。该模型库的建成,为水下作战系统的总体设计、性能测试、方案验证以及声兼容性研究提供了工程化的研究基础和较为真实的试验环境。     

光纤水听器研究进展

1引言 光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器.它通过高灵敏度的光纤相干检测,将水声信号转换成光信号,并通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息.光纤水听器主要用于海洋声学环境中的声传播、噪声、混响、海底声学特性、目标声学特性等的监测.它既可用于海洋、陆地石油天然气勘探,也可用于海洋、陆地地震波检测以及海洋环境检测,它又是现代海军反潜作战及水下兵器试验的先进检测手段.     

声学高温计拓扑结构优化研究

声学高温计存在探头温度耐受不够，测温稳定性较差，易受气流速度影响的问题。为了提高声学高温计的测温可靠性，本文提出在Virtual.Lab中建立相应的气流温度场和声传播模型，改变现有的一套声学高温计的声探头分布直径、朝向和倾斜角度等拓扑结构，分析并研究减小声压级衰减的最佳拓扑结构参数，并进行试验对比。最终发现在常温至900 ℃、0～0.3 Ma的气流温度场环境中，直径15 cm，声探头与水平面倾角为30°的拓扑结构综合声压级减小数值最小；直径20 cm，声探头与水平面倾角为15°的拓扑结构次之。二者均比现有的拓扑结构数据标准差减小17%以上，提高了声源信号接收的性能，进而提高声学高温计在常温至900 ℃、0～0.3 Ma的气流温度场环境中测温的可靠性。     

吸声尖劈高频声学特性比较评价法

吸声尖劈的声学性能直接影响消声室自由声场空间范围的参数结果,然而驻波比法和传递函数法无法评价吸声尖劈的高频声学特性,为此提出一种自由声场空间范围比较评价法,实现吸声尖劈高频声学特性的评价。该方法建立在已知自由声场空间范围的消声室环境基础上(自由声场空间范围定义为参考值),将消声室内足够面积的尖劈替换为被校准的吸声尖劈,测量当前轴向的自由场空间范围结果并与参考值进行比较,得到被校准吸声尖劈与参考尖劈的声学特性差异,实验结果表明该方法有效可行。此外,设计3组实验对该方法进行优化:在实际应用中传声器朝向声源测量、声压级结果需进行声衰减补偿,消声室内地网铺设吸声材料可有效降低实验误差。     

利用船辐射噪声反演海底吸收

1引言用宽带连续声源进行水下声传播实验,可获得精细的声场空频干涉结构,具有比定点发射声源(如脉冲声)无可比拟的优点。文献[1]和[2]就是用换能器连续发射声信号以获得不同距离下的单频相干声传播损失,用于反演或检验其反演结果。但是利用船     

声发射信号在不同结构轴中传播特性研究

声发射信号的传播特性将直接决定故障特征提取及故障定位分析的准确性。本文通过二维有限差分格式建立了声发射信号在光轴、阶梯轴、阶梯退刀槽轴中的传播模型,分析了冲击载荷下（脉冲声发射信号）的轴本构响应,并进行了相应实验。模型仿真和实验结果对比分析表明：有限差分格式传播模型能准确地模拟声发射信号在不同结构轴中的反射、透射、衰减等作用下的传播特性。     

基于波束计算的水下声学探测设备声兼容传播过程分析

对于搭载多种声学探测设备的水下平台,不同设备的信号可能会产生相互干扰。因此,根据探测设备的波束特性,针对水下平台对海底的探测情形,来分析探测设备声兼容传播过程的特性。结合射线声学和海底散射模型,建立了声兼容分析中声传播的计算方法,并且分析了传播过程中各种因素对声兼容设计的影响。结果表明,在算例的波束条件下,声速剖面对声兼容性的影响较小,而特定类型的海底底质的影响较大。此外,水下平台距海底越高,或者波束偏转越大,声学设备间的相互干扰就越大。为了尽可能减小干扰信号的影响,应尽量避免干扰信号的发射波束和接收波束交叠,此外还给出了波束覆盖角阈值和干扰信号衰减的关系。     

消声室声学性能评价方法探讨

消声室和半消声室声学性能评价是通过比较室内的声源空间衰减的声压级与满足反平方律声压级的差值来确定的.在运用JJF 1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》时却出现了理论曲线与测量值呈现出“远端对齐”不合理现象,导致评估困难甚至无法评估.通过实验数据分析,发现JJF 1147-2006选择声压倒数标准偏差为最小二乘法判断依据是导致出现不合理现象的根本原因,并由此提出两个改进评价方法.     

基于Gabor-Hough变换二值积累的空中声源过顶检测研究

从航空声源水下声场建模出发,提出了对运动声源过顶信号检测的Gabor-Hough变换二值积累检测算法.声源激发的水下过顶信号在短时间内可以用线性调频信号提供良好的近似,采用Gabor-Hough变换将过顶信号的检测转化为参数空间中的局部峰值检测,而Gabor-Hough变换对强分量杂波掩盖下的弱分量检测能力有限,针对空中声源辐射噪声能量差别较大的特点,提出了二值积累方法检测声源激发的水下信号,仿真实验结果验证了该算法的有效性.     

一种用于消声室校准计算反平方律声压级的新方法

消声室声学性能评价是通过比较室内声源空间衰减的声压级与满足反平方律声压级差值来确定的。参考采用ISO 3745的JJF 1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》在确定满足反平方律声压级的方法上却存在明显缺陷,导致不合理的测量结果。对所出现原因进行了深入分析并通过数学推导提出了新的计算方法。     

虚拟车内噪声响度场分布的声源识别分析与优化

针对传统声压级对车内噪声主观性考虑不足的缺陷,提出符合人双耳特性的虚拟车内噪声特征响度预测及声源识别方法。根据某重型商用车驾驶室内低频轰鸣声严重的问题,基于Zwicker响度模型,在matlab中建立频域的混响场特征响度计算模型。结合路试实验激励数据和驾驶室有限元声-固耦合模型,对驾驶室内噪声响度分布和响度结构板块贡献量进行计算,识别不同板材振动产生的辐射噪声分量对驾驶室内噪声品质频谱特性的影响。实验结果表明：相对于声压级,采用响度作为分析参数提高了驾驶室内噪声源识别精度,指导结构优化设计,改善车内声学品质具有更好的效果。