室内指向性声源的声场数值模拟

为了利用计算机对室内指向性声源的声场进行模拟,文中将声线跟踪法,虚源法和Monte Carlo法相结合,编制了一种场场数值模拟仿真程序,该程序能模拟有（或无）指向性声源在室内给定点的声压级等参数值,还能计算出该点的脉冲响应函数,作为例子,分别利用该法和声压叠加法研究了点源和偶极子声源的指向性。     

基于遗传算法的指向性声源自适应有源消声系统优化

详细讨论了自由声场自适应有源噪声控制（ＡＡＮＣ）中，初级源为无限大刚性障板上的圆面活塞辐射器，采用一个和二个点源做次级声源时，使ＡＡＮＣ系统获得最大降噪效果的次级声源和误差传感器（以下统称为执行元件）的布放问题，并利用遗传算法（ＧＡ）确定次级源和远场误差传感器的最优位置。通过理论分析和计算机仿真结果的比较，证明了采用遗传算法可以准确地得到传统的梯度搜索优化算法难以得到的位置优化解。     

单极子声源平面空间有源降噪的最短距离

以单极子噪声源与单极子抗噪声源组成的声场为研究对象,得出用单极子抗噪声源控制单极子噪声源,使两声源所在的平面空间内的总声功率最小时两声源本身的声强的关系。并计算空间内任意一点的径向平均有功声强。得出最小径向平均有功声强与声源的频率和两声源的距离有关,在一定频率下,两声源距离越近,控制后的径向平均有功声强越小,距离一定的情况下,频率越小,径向平均有功声强越小。通过仿真实验进行验证,并最终得到某些低频噪声达到全空间消声时噪声源与抗噪声源的最短距离。     

分布声源的有源消声理论研究

本文从理论上讨论了次级声源为点源时的空间有源消声特点,以远场声压为零为出发点,导出了初级源为分布声源时计算次级声源复强度的表示式。分析表明空间声压为零条件与系统辐射功率最小条件是一致的。最后本文计算了几种典型初级声源时次级源强度,所得结果利用Nelson 理论进行了验证。     

一种有效抑制阵列后方声源的心形指向性传声器阵列

基于心形指向性传声器的波束形成可以有效抑制阵列后方声源的干扰,提高前方声源的识别精度。以平面轮形传声器阵列为对象,借助MATLAB仿真计算,对阵列后方声源波束形成声源识别特性及其抑制方法进行研究。基于除自谱的互谱波束形成算法提出了含有传声器指向性的波束形成算法,对圆形和心形指向性传声器进行不同声源类型的波束形成仿真计算,并针对仿真结果显示出的不足,给出了既能保证阵列平面上最大声压贡献量的识别精度,又能降低旁瓣水平的幅值校正算法。试验结果证明了基于心形指向性传声器的波束形成可以有效抑制后方声源。     

半消声室中离地升高声源的声场特性

按照ＩＳＯ３７４５规定，鉴定半消声室时，声中心贴在地面上（ｈ＝０），这时如果半消声室符合要求，则不呈现声场的复杂性，但半消声室的实际使用情况是，置于其中的大型机器设备，其声中心离地面均有一定高度ｈ（往往大于０．２ｍ乃至１．０ｍ），这时就出现直达声和反射声（主要是地面反射声）的较复杂的选加声场，这个声场与ｈ＝０的声场有很大不同。１．纯音声场的特性若是纯音声源，则在室内形成完全干涉声场，利用镜像法，我们计算了在不同直线路径上的干涉声场，并且在中科院声学所的半消声室内作了相应实验。若无反射声，则声场为…     

换能器组阵对声场指向性的影响

根据点声源的声场指向性函数,推导出了考虑换能器振动面积时单个超声波换能器的指向性函数和由其组成的矩形阵列的指向性函数,研究了单个超声波换能器和其组成阵列的指向性。计算分析了阵元面积、阵元间距及阵元数目对超声波换能器阵列指向性的影响,为高指向性噪声的控制和声武器对抗提供帮助。     

考虑扬声器指向性补偿的声场再现方法研究

在实验室环境下精准再现基于测试或仿真的声环境,对降噪优化设计与声品质评价研究具有重要意义。常用的基于扬声器阵列的声场再现方法能在特定的空间区域内再现原始声场分布,提供更为真实的临场感和沉浸感,但扬声器的指向性特性较差会降低声场再现的精度。本文提出一种考虑扬声器指向性补偿的声场再现方法用于提高声场再现的精度。该方法基于扬声器指向性的声压表达模型,利用坐标变换的方法将空间观测点转换到以扬声器为中心的局部坐标系下,并采用插值的方法实现空间观测点的指向性补偿;最后采用声压匹配的方法求解扬声器驱动权重,实现声场的精准再现。开展基于仿真指向性补偿和实测指向性补偿的声场再现试验,结果表明考虑指向性补偿比不考虑补偿的声场再现精度平均提高了约22.37%,验证了所提声场再现方法的有效性。     

有源噪声控制次级声源的非线性建模

基于电动扬声器的顺性、磁力因子和音圈自感三个非线性参数,建立了基于电力声类比线路方法的次级声源非线性时域模型.采用该模型对次级声源总谐波失真(THD)进行仿真,并与测试结果进行比较,结果表明在较低频率范围、较大输入信号幅值的情况下,该非线性模型是可行的.将该模型引入有源噪声控制系统,并以滤波-XLMS算法为例,对采用次级声源理想模型、线性时域模型和非线性时域模型的控制系统分别进行仿真,结果表明采用非线性模型系统的降噪量远低于采用其他模型的系统,并且非线性失真度大小对降噪量也具有明显的影响.     

平面圆振片组合声源空间声场分布特性研究

用数值模拟方法研究了平面四圆振片组合声源产生的声场，详细分析了振片频率、半径及间距等因素对其声场分布特性的影响。研究结果表明：声源组合方式及参数不同时，空间声场分布会发生明显改变。振源频率相对较低时，声源指向性较差，受振源尺寸、中心轴截面距离影响较小，截面声场分布较均匀；频率较高时，指向性强，声束较窄，声压峰值较大；同时定性地分析了“主瓣”方向声压、“主瓣”声束及指向性因子间所存在的相互联系。     

小球散射超声脉冲声场的指向性

基于对小球散射单频连续声场的研究,利用傅立叶变换对换能器激发的小球散射的脉冲声场进行分析,推导了小球散射脉冲声场的指向性函数计算公式,并计算了指向性函数值。与实验结果对比表明,在换能器中心频率较低、刚性小球半径较小的情况下,所推导的计算公式是可靠的。     

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.     

改进的波束形成方法及其在运动声源定位中的应用研究

对行驶车辆辐射声场的阵列信号处理理论进行了应用性研究。参照空间域信号相关函数理论,提出基于相关函数的波束形成方法。通过系统仿真验证,利用该理论进行的空间信号扩展可以使信号接收阵列所需的传声器数目大幅降低,同时对声源定位结果精度影响不大。     

空气声源激发的浅海声场的理论研究

研究了将空气中声速分布建模为Epstein分布,水层和海底均为均匀分布的三层介质模型的条件下,空气中点源激发的水下声场。既推导得到了声压场的形式解,通过数值分析,表明空气中点源激发浅水波导,在水层中形成的波导简正波具有实数本征值,可以远距离传播,称其为"水波"。空气层中的Epstein波导简正波在水层中为非均匀波,传播速度取决于空气中声速,称其为"水面波",并指出空气中声源运动产生的水面波多普勒频移大于水波多普勒频移。     

基于声源识别及声场模拟的工厂通风系统降噪研究

工厂厂房为了实现进气、排气及集尘的目的,需布设通风系统。由于其分布范围广泛,使得通风系统的噪声成为工厂厂房室内噪声中除机电设备之外的另一主要噪声源,对厂房内员工的作业声环境造成很大的冲击。通风系统的噪声源主要来自风管的固定支架振动、风管进排气噪声、管道壁振动以及管道噪声通过管壁的透射。文章建立了一套针对工厂通风系统噪声的声源与声场测量、频谱分析、诊断排序与降噪模拟评估技术,利用声场模拟,给出三种降噪方案。应用此技术对工厂噪声进行治理,可大大提高业主选择降噪方案的信心及成效预期心理。     

基于精确数值积分的点声源反射声场模型研究

点声源辐射条件下的反射声场计算是一经典的Sommerfeld积分问题.在以往的研究中,含有表面波项的解由于其简便性和易计算性在室外声传播和大面积吸声材料的在体吸声测量中得到了较为广泛的应用,但对其在不同入射角度以及针对不同性质的材料(如局部响应或非局部响应材料)时带来的模型有效性问题较少提及.通过利用数值积分方法精确计算Sommerfeld积分,对两种不同性质的声学材料在不同入射角度下的辐射声场进行了研究,并和解析模型进行了对比,认为随着入射角度的降低和材料流阻的增加(即表现为局部响应性质),含有表面波项的解析解可以较好地表达辐射声场.     

单台阶同心圆盘辐射声场的指向性计算

作为向空气中辐射的声辐射器,弯振阶梯薄盘或矩形板在工业上有很多应用。由于计算的复杂性,以前的文献对阶梯圆盘的声场指向性未作研究。利用点声源组合的方法（Rayleigh积分）,计算了边界自由的弯振阶梯圆盘辐射声场的指向性,与弯曲振动的圆盘相比,阶梯圆盘的声场指向性得到了明显改善,理论计算结果与Gallego的实际测试图案相吻合。计算为这类辐射器的高效应用、优化设计提供了理论依据。     

基于压电结构的有源耳罩研究

目前有源耳罩大都采用固定的模拟反馈控制器，不能够最大限度地消除低频噪声。根据内模型系统原理，设计出基于内模型的自适应反馈控制器，使用数字方式针对周期性噪声进行控制。实验中采用压电陶瓷作为次级声源，使装置在体积与质量方面有显著改善。通过仿真和测试表明，该控制结构能有效消除噪声中所含的单周期噪声和双周期噪声。当耳罩内容积发生较大变化后，仍能保持良好的降噪效果，具有较强的鲁棒性。     

一个高效的管道有源降噪系统的试验研究

一、引言 有源降噪以其体积小、成本低、便于设计与控制,低频降噪效果好等优点已越来越多地引起人们的注意。其基本原理是利用两列声波的相消性干涉或者通过拟制辐射源的幅射阻抗来达到降噪或消声的目的。     

利用声压幅值相关性识别声源特性研究

基于相位信息识别声源的传统方法在测量声信号前需要进行严格的相位匹配,对测量设备要求较高。通过对延时求和波束形成算法作形式上的转化,说明其运算机制是利用声压信号相位进行相关诊断,进一步研究提出利用声信号幅值识别声源的方法。将传声器阵列测得的声压幅值组成声压幅值向量,与虚拟点声源声压幅值向量做内积,搜索内积模的最大值,根据柯西-施瓦兹不等式定理确定声源位置。建立相应的识别步骤,对球面波声源进行仿真识别,并比较本方法与波束形成方法的识别特性的差异,且进行相应的实验验证。结果表明,本方法能有效识别出简谐波声源,且拥有良好的抗噪能力,可消除波束形成法识别高频声源时出现的“鬼影”现象;当传声器阵列存在误差时,比波束形成法有更准确的识别结果。