一种基于分布式融合策略的声定位方法

随着城市环境中对各类目标声检测的需求的发展,开发分布式组网声探测手段越来越有必要。然而对于分布式组网声探测技术,当前的声定位方法对全链路的数据传输依赖程度较高,通信传输会带来巨大的带宽压力和很高的通信成本。因此,本文从能耗的角度研究分布式融合声定位的方法,提出通过分布式位置的声事件能量幅度进行目标的融合定位处理,并通过试验测试进行了可行性验证。验证结果表明,无线声感知网络可以在只接收幅度信息且激发少数节点的情况下实现对目标的定位,定位精度的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)不大于6 m。     

无网格FEM-BEM法计算舱室空间声传递函数

对于舱室空间低频声场计算问题,通常采用有限元法(FEM)或者边界元法(BEM),但是当封闭空间内部存在其他物体,又需要考虑外部激励对内场的影响时,直接采用单一的前述方法不能满足建模计算要求,而且这些基于网格的方法在前处理、光顺化处理等方面都存在不足。针对这些问题,将有限元和边界元法结合,并将其无网格化,这对于封闭环境的声场预测是一种新的尝试。首先推导了无网格FEM-BEM计算模型,对微分方程的离散、形函数构造等细节进行了详细阐述,然后以实际算例对提出的方法进行了验证,结果表明,本文的无网格FEM-BEM方法和SYSNOISE的计算结果保持一致;进一步与实测结果的对比表明,该方法在低频率范围内,各测点平均声压级相对误差在5.26%以内。这说明,该方法不仅适用于复杂问题的计算,同时还具有良好的计算精度。     

周期矩形轮廓声学散射体的散射性质预测算法及其应用研究

具有周期排列形式的散射体是建筑声学中一种常见的声学扩散结构,针对各种室内环境中最为常见的周期矩形轮廓散射体,基于光栅方程发展了一种散射性质预测算法,并利用此方法对矩形轮廓散射体的散射性质进行了预测及分析。先详细介绍预测算法的推导过程,此算法仅利用散射体的几何参数及入射波参数即可计算各个阶次反射波的能量,从而对散射性质进行预测。通过对不同算例散射系数的计算及对比证明了预测算法具有良好的正确性及计算效率,并利用预测算法对周期矩形轮廓散射体的散射性质进行分析。分析表明其具有缺级散射、对称散射性质,这些性质不但可以使周期矩形轮廓散射体在室内声学扩散问题中得到更加合理的应用,还使其有潜力在其他领域,如噪声控制、空间滤波等问题中发挥重要的作用。     

利用小样品获取大尺度周期结构声散射系数的可行性分析

对不同尺度周期结构的散射性质之间关系进行了详细研究,首次给出了数值计算或工程应用中利用小尺度样品获取大尺度周期结构散射系数的准则。首先对不同尺度周期结构散射系数之间的关系进行了理论分析,证明了利用小样品的散射系数来等效大尺度试件散射系数的可行性;然后推导了计算散射系数的边界无网格数值计算模型BMM,并对不同形式的小样品进行了散射系数计算,结果表明,当小尺度样品的周期数与大尺度试件相同,且总面积至少为其1/2时,其散射系数可以作为大尺度试件的散射系数。这种等效不仅可以大大提高散射系数的计算效率,同时对工程应用中散射系数的快速估计或实验测量方法的改进都具有重要的意义。