基于单元辐射叠加法的水下矩形板声场重建

为解决等效源法在水下结构声源声场重建中存在的虚拟等效源配置位置难以确定、求逆过程中传递矩阵病态性过大的问题,本文提出了基于单元辐射叠加法的水下结构声源声场重建方法。该方法利用结构声源边界元法建模思想与声场波叠加原理,建立了声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系,得到可快速计算的振声传递函数,并利用该函数作为传递算子进行声场重建。通过对矩形板的声场重建仿真,验证了本文方法相比等效点源近场声全息具有更高的重建精度,且具有更大的有效全息距离。通过在不同阵元数、信噪比情况下的仿真分析,进一步证明了本文方法能够改善水下结构声源的声场重建精度。     

基于改进的快速场模型的空气声源跨越空-水界面辐射声场仿真

建立空气声源跨越空-水界面辐射声场的快速场仿真计算模型,并提出改进的可以处理海底为弹性介质时的声传播计算方法。通过用理论值和用传播矩阵法计算的水平波束与幅度、相位关系图以及传播曲线的比较,验证了仿真计算算法的正确性。仿真计算结果表明:该方法在计算空气声源的辐射声场时,既包含了离散模式部分,又包含了连续模式,对中短距离的声场进行计算的结果较准确,优于简正波方法。通过该仿真算法可对空气声源的在空气及水下的辐射声场进行分析,对进一步研究水下对空中目标的探测技术具有重要意义。     

二维多频声辐射问题的频域边界元分析方法

针对含有复杂频率成分声源的辐射问题,首先采用傅里叶变换将时域声源传播的控制波动方程转化为频域的 Helmholtz 方程;其次,选取多个等间隔的频率点作为采样频率,应用边界单元法求解各特征频率的 Helmholtz 方程,获得不同位置在各采样频率下的声压;最后,采用离散傅里叶反变换将频域声压幅值和相位转化为时域声压。边界元方法的应用过程中,在 Helmholtz 方程的常规边界积分方程的基础上,采用非连续拉格朗日单元对边界进行离散,保持了试函数在节点处的高阶连续性。在设计的两个不同结构内声场分析的算例下,验证了所提算法的正确性和准确性。     

均匀流场中螺旋桨线谱噪声的频域预报方法

为研究均匀流场中的螺旋桨远场辐射线谱噪声,在Lighthill声类比理论和FfowcsWilliam-Hawkings方程的基础上,应用带有平均流效果的格林函数,建立了螺旋桨线谱噪声的频域预报理论,突破了现有理论需要假设薄机翼和必须在投影平面对声源进行积分的界限,允许在螺旋桨真实叶表面对声源进行积分.数值计算及与实验结果的比较表明,该频域方法是有效的,并且具有相当高的预报精度.对线谱噪声指向性分析表明,最大值与螺旋桨轴垂直,并且随频率增加主瓣宽度相应减小.     

车辆冷却风扇模块气动噪声数值研究

采用计算流体力学(CFD)/计算气动声学(CAA)混合方法对冷却风扇模块气动噪声进行数值研究。考虑风架对空气流动的影响,在定常计算的基础上采用动力Smagorinsky亚格子应力模型的大涡模拟(LES)进行非定常计算捕捉声源信息。基于叶片噪声的Lowson公式,采用声学边界元方法(BEM)对冷却风扇模块气动噪声进行预测。最后,将计算结果和试验结果进行对比。结果表明:冷却风扇模块声场轴向偶极特征明显;接收点处声压级随流量的增加而增加;出风口声压级较进风口大;离散噪声是冷却风扇模块气动噪声的主要成分;宽频噪声分布均匀且相对较小。计算结果和试验结果吻合较好,验证了CFD/CAA混合方法的预测作用,可为声优化提供参考。     

基于镜像源方法的室内声场脉冲响应仿真

针对基于室内声场脉冲响应描述声场音质特性时其精确度不高的问题,以经典镜像源方法为核心,讨论了基于变换频域和反射系数的改进算法.以矩形空间为具体实例,给定接收点和声源位置,并利用计算机仿真室内声场脉冲响应.在不同参数条件下,对各个算法进行了分析,估计了能量衰减曲线和房间混响时间.结果表明,基于变换频域和反射系数的改进算法具有更高的准确性和可靠性.     

室内声场中点声源的算法与模拟

计算机模拟室内声场已经成为声学研究的一种有效方法,声源的数学算法对室内声场的分布模拟有很大的影响。利用等立体角,研究了室内声场的点声源模型的数学算法,并利用计算机进行了模拟;点声源的算法将为室内声场中声线的跟踪和声场的模拟提供了有力的工具。     

基于声波除灰的单排管阵列声场特性分析

基于边界元法,以单排管阵列为模型,运用ANSYS软件建立边界元模型,用振动—噪声分析软件SYSNOISE模拟计算了在不同位置的点声源激励作用下,管壁表面声场分布特性及指向性;通过计算场点,得出管阵列周围和远场的声场分布特性图。计算结论对于声波除灰技术的发展及应用均具有实际意义。     

浅海运动目标辐射声测量距离内声聚焦特性研究

随着影响目标辐射噪声测量诸多因素的解决,声聚焦对测量精度的影响已显得比较突出.研究了浅海近场声聚焦特性对同标辐射噪声测量结果的影响.在射线理论基础上,推导了声压场和质点振速场的数学表达式,建市了基于虚源法的浅海矢量声场计算模型,并将声场计算模型应用于宽带声源信号矢量声场计算中.比较分析了理论仿真计算和湖试结果,验证了浅海近距离矢量声场计算模型的正确性,进一步探讨了浅海声场聚焦特性以及如何减小声聚焦对目标辐射噪声测量的影响.     

风沙环境下风速对风力机叶片冲蚀磨损的数值模拟

针对水平轴风力发电机叶片的冲蚀磨损问题,利用FLUENT中的离散相模型,以风速作为影响因素,对叶片冲蚀率的分布进行了数值模拟.结果表明,风速增大,导致叶片磨损率增大,叶片中部和叶尖都有明显磨损,且叶尖处磨损最为严重,模拟计算值与实验结果吻合,验证了该数学模型和计算方法的正确性.     

一种新的车队离散模型及其应用

为分析车队离散模型在实际中的适用性,以长春市交通调查数据为基础,分析并验证了经典车队离散模型,建立了基于无变换正态分布的车队离散模型。验证结果表明,本文建立的车队离散模型预测效果更佳。同时,根据不同位置的检测器数据和车队离散模型提出交通流量反馈机制预测方法,验证表明该方法能够提高流量预测精度,对城市交通控制具有重要的理论意义和实用价值。     

牛顿迭代算法在声场定位中的应用

在声场定位系统中,发声系统和拾音系统之间往往没有直接联系,为了能精确判断出声源所处的位置,设计了一种由4个拾音器和1个单片机控制的声场定位系统.声源发出特定频率的声音信号,系统通过3个拾音器接收到声音信号,经过处理计算得到时间延时差.利用牛顿迭代算法,将时间延时差代入方程进行迭代计算,即能精确计算出声源具体位置,第4个拾音器用于校准所得结果.采用该算法只需最多4次迭代运算就能计算出声源位置坐标.利用上位机软件模拟测试算法,并在实物系统中测试,验证了牛顿迭代算法在声场定位中的可行性和精确性.该声场定位系统位置坐标可在液晶屏上显示,可实时描绘出声源移动轨迹.     

离散旋转抖动的空间点统计分析

离散旋转抖动是一种对Bayer离散抖动知阵进行离散的点对点旋转的抖动技术。它所生成的半色调模型减少了Bayer半色调模型中水平和垂直方向上的干涉条纹,而且,由于离散旋转抖动动在中等灰度级处形成族点,它在点增益现象严重的打印得到了更好的色调再生。在本文中,引进了一种新的分析方法－空间点统计方法来代替传统的频谱分析,对离散旋转抖动与Bayer抖动进行分析和比较。     

螺旋桨叶片曲面数控加工几何模型研究

目前在螺旋桨叶片曲面数控加工中,普遍存在着加工效率太低的现象,如何在保证加工精度的前提下提高加工效率已成为急待解决的问题。难过给出一般螺旋桨叶片工作面的方程,应用微分几何理论推导了数控加工所用球头铣刀的最大允许半径计算公式、走刀步长以及切削行距的计算公式,给出了根据刀具运动包络面计算实际加工误差的方法,最后通过实例验证了所建立模型的可行性和可靠性,为提高螺旋桨叶片曲面的加工效率提供了有效途径。     

声电耦合场的时域有限差分方法

将时域有限差分(FDTD)方法拓展到声电耦合场的仿真领域。在电磁场、声场FDTD方法的基础上，采用一种新的适合分析声电耦合场的差分离散方式，从而使FDTD方法完全适用于声电耦合场。这是FDTD方法用于声电耦合场模拟的初步尝试，仅通过一维压电媒质的例子来说明方法的可行性，仿真了正弦声源激励下，声场、电磁场的传播和耦合，二维和三维的对应仿真将陆续报道。     

超声波声场的数值计算与仿真

从理想活塞声源声场的计算方法人手,引入脉冲波修正和衰减修正,推导出了适用于连续波和脉冲波声场计算的公式,并论述了超声波声场的的数值计算方法．同时编制了声场计算程序,实现了超声波声场的计算机仿真．     

非线性系统离散Volterra核的建模与测量

运用Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数和离散立叶变换的理论推导了非线性离散频域，并讨论了基于此模型的测量Ｖｏｌｔｅｒｒａ频域核的基本方法－－多音信号法。     

基于声源视角法的气动噪声计算研究

为提高气动噪声求解效率,Casalino提出了声源视角法,首先详细阐述了该方法,并列举其相比传统延迟时间法的优越之处。该方法主要是从声源视角重新建立延迟时间方程,此时无论声源运动形式是否复杂,都使延迟时间方程从超越方程变为代数方程,无需迭代即可直接求解,提高了声场程序的求解效率。其次新建立的延迟时间方程给求解声场的程序设计也带来很大便利,即无需预先存储大量时间步的流场数据,流场求解和声场求解在程序中可以同时进行。并且当接收点无论是静止、亚声速运动还是超声速运动,新建立的延迟时间方程的解均能给出明确的物理意义。最后以声源视角法为基础,通过编写声场求解程序并结合已有的流场求解程序求解圆柱绕流和后视镜绕流2个算例,进一步检验声源视角法的准确性和有效性,计算结果与实验结果吻合良好,表明了声源视角法准确、有效。     

螺旋桨空化噪声谱模型及结构特征

为研究螺旋桨低频空化噪声线谱的结构特征,考虑了桨叶的非均匀性和空化过程的非严格周期性,改进了螺旋桨空化过程模型,用统计方法求解了空化噪声的平均功率谱.分析了典型的空化谱特征及其在舰船航行状态不稳定和存在近场干涉时的变化情况.结果表明:典型的螺旋桨低频空化噪声线谱存在能反映叶片数的成组结构;舰船航行状态不稳定时,空化过程的周期性较弱,谐波较少;声源与接收器距离较近以及双车螺旋桨是常见的近场干涉情况,此时,线谱谐波结构发生变化.航行状态不稳定及近场干涉情况下线谱谐波结构都难以反映正确的叶片数特征.     

仿生导流叶片管路降噪特性研究

本文基于仿生技术对导流叶片进行再设计，研究其降噪特性。基于水管路系统实验平台，对带导流叶片管路进行实验研究和仿真计算，验证了LES/Lighthill的混合计算方法的可靠性；采用混合计算方法对不同流速下带仿生导流叶片的管路进行流场及声场计算，揭示导流叶片仿生设计对管路流场及声场的影响机理。结果表明：仿生设计后的导流叶片可以有效抑制尾部及壁面涡的产生，从而抑制流噪声；不同流速下的降噪效果不同，其中在2 m/s流速下效果最佳；在计算频段内，2 m/s流速下降噪效果最稳定。这些发现为导流叶片的仿生设计在噪音控制领域的应用提供了重要的参考和指导。