水下均匀复合层结构的声特性研究

应用声传递矩阵法,对水下典型复合层吸声结构在全入射角下的低频声学特性进行了研究,推导了多层结构的反射、透射系数的计算公式, 并用数值方法进行求解,根据计算结果具体分析了材料参数、背衬形式、声入射角度对结构声学特性的影响.通过分析可以看出,水下吸声层的应用效果不仅取决于自身的材料特性,还与背衬结构及入射角度有很大关系.     

水深与腔型对隔声去耦瓦吸声系数的影响

针对水下非均匀阻尼板与多层介质组成的吸声结构进行了研究.基于非均匀波导理论,导出了含空腔隔声去耦瓦的传递矩阵及多层结构表面吸声系数.采用Ansys软件计算了去耦瓦空腔结构在不同静水压力作用下的变形情况,最终得到了含空腔结构隔声去耦瓦的吸声系数随静水压力及腔体形状的变化特性.结果表明,隔声去耦瓦的吸声性能与空腔大小密切相关,是影响其声学特性的主要因素之一;随着水深的增加,隔声去耦瓦的低频吸声性能降低,在实际应用中,不可忽略静水压力对瓦体的影响.     

汽车排气净化消声器陶瓷蜂窝载体消声机理的研究

基于多孔吸声材料的理论及声学传递矩阵理论,分析了目前广泛应用于汽车排气净化消声器的陶瓷蜂窝载体的消声机理,给出了其声学传递矩阵,并分析了影响其声学性能的主要因素,对传声损失进行了模拟计算。     

进气系统编织管声学性能

通过建立编织管声学有限元模型,采用Johnson-Champoux-Allard模型描述编织管管壁特性,研究进气系统编织管的声学性能仿真方法.研究Johnson-Champoux-Allard模型中的5个特性参数对编织管声学性能的影响.流阻率的影响最显著,主要表现在低频范围;孔隙率、形状因子、黏性特征长度的影响主要表现在高频范围;热特征长度的影响较小.采用两负载法测量编织管的传递损失,结合仿真研究提取编织管管壁的5个特性参数,通过台架试验测量发动机实际工作状态下安装编织管的进气口噪声.结果表明,编织管在宽频范围内的降噪作用良好,能够有效地衰减高频气流噪声成分.     

阻抗梯度变化介质的声学特性

阻抗梯度变化介质是从多层复合介质领域脱颖而出的一种声学介质,它是通过选取具有不同特征阻抗的材料,从阻抗匹配的角度组成特性阻抗成梯度变化的介质,从而获得更好的声学性能。针对水中声学介质的声传播问题,建立了阻抗梯度变化介质中的声传播模型,对其声学特性进行了研究,推导了阻抗梯度变化介质的反射、吸声系数的计算公式。通过仿真计算,将阻抗梯度变化介质与传统均匀介质的声学性能相对比,讨论离散计算中介质层数的选取原则。制备了阻抗梯度变化介质,进行了水下声学性能测量实验,实验结果表明:实验介质的阻抗具有良好的连续性分布能够满足实验要求,测量结果验证了阻抗梯度变化介质更小的反射系数和更大的吸声系数,为阻抗梯度变化介质在水声工程中的应用提供了理论依据。     

预测消声器声学性能的时域非结构有限体积法

为了探讨时域有限体积方法(FVM)在消声器声学性能预测中的应用,采用交错非结构FVM求解线性声波动方程,并进行数值色散分析给出相应的稳定性判据,运用吸收边界条件改进时域脉冲法,并用于预测消声器的声学性能.利用该方法模拟外插管消声器传递损失,结果与商业软件SYSNOISE有限元计算结果、文献实验结果均吻合良好,证明该方法预测抗性消声器声学性能的准确性.分析2种出口管位置蒸汽消声器的声学性能,验证了该方法的正确性及对大网格数模型的良好适用性.     

多孔金属材料声学参数反求研究

鉴于多孔金属材料声学参数（尤其是曲折因子）测试较难实现,而传统的阻抗管材料声学性能（如声压反射系数、表面声阻抗率等）测试较易进行的事实,以Johnson-Champoux-Allard模型为理论计算模型,采用模拟退火罚函数混合遗传算法（HGA）及序列2次规划方法（SQP）对一种烧结型金属纤维多孔材料的声学参数进行了全局优化反求。研究表明,在材料声学参数优化反求中,采用HGA方法能够获得鲁棒性较高的全局最优解;此外,合理设计优化变量后,采用SQP方法也能获得高精度的全局优化结果。最后,对优化反求结果的有效性进行了验证性计算及讨论。     

一种用于浮筏功率流计算的新方法

针对振动控制中传递功率流的复杂矩阵运算,推导了一种用于复杂隔振系统功率流计算的新方法.本方法算法简捷,各子系统的动态传递方程采用了统一的形式,具有递推性和延拓性,适用于复杂多层耦合振动系统的动态特性分析.实例计算结果表明,该方法能够预测各子系统联接界面或耦合点的功率流,清晰地描述不同频段下各界面能量传递及衰减特性,有利于分析复杂多层隔振系统的功率流传递特性.     

空滤器声学性能预测及结构改进

应用虚拟设计技术进行了发动机进气系统声学性能预测及声学结构改进研究。对现有的空滤器系统进行了声学结构建模,采用边界元法对其进行了声学性能计算,得到了进气系统的传声损失曲线。通过与试验结果的对比,证明了声学性能预测方法的可行性。基于边界元声学性能预测方法,针对原有发动机进气系统的消声特性,应用共振腔法进行了空滤器声学结构改进。改进前后消声效果对比表明,结构改进后的空滤器的消声性能明显改善,达到了预期目标。     

柴油机水下排气管口辐射噪声

对柴油机水下排气管内脉动气体注入水中所形成的管口辐射噪声进行了理论研究.从流体力学的基本方程出发,根据水下排气管口流动状态的观察,推导了柴油机水下排气管口辐射噪声与管口处气体流动参数之间的理论关系.并用声学传递矩阵方法建立了柴油机源特性,管内声场与管口辐射噪声的关系.从而可以用线性声学理论预报柴油机水下排气管口辐射噪声.     

聚合物的水声吸声与动态力学性能关系的研究

以声波在高分子介质中的传播理论为依据，推导出了材料的水下吸声性能与其声学参数如声速和声衰减系数之间的关系式，在此基础上，以描述高分子材料粘弹行为的三元模型为出发点，推导出了材料的水声吸声性能与材料的动态力学性能参数包括损耗因子、松弛前的剪切模量、松弛后的剪切模量以及材料的密度和厚度之间的关系式为对所推导的关系式进行验证，设计合成了一系列阻尼性能不同的聚合物，分别测试了它们的动态力学性能和声学性能。结果表明：用材料的动态力学性能参数计算得到的水声吸声系数与实验测得的吸声系数的变化趋势一致，可利用对动态力学性能的研究结果指导水声吸声材料的设计．     

基于支持向量机的夹层结构水声性能预测建模

支持向量机是近几年发展起来的机器学习的新方法，它较好地解决了小样本、非线性、高维数、局部极小点等实际问题。选用典型的三明治结构并制备玻璃钢/吸声橡胶/玻璃钢夹层复合材料，通过改变吸声橡胶层的厚度，得到一系列夹层复合吸声材料试件，并在水声材料声脉冲管测试系统中测得试件的吸声系数和声压反射系数。在这些实验数据的基础上，利用最小二乘支持向量机（LS-SVM）研究了材料不同厚度和频率与其吸声和反射系数对应关系的建模，结果表明最小二乘支持向量机用于材料水声性能的预测建模是一种非常有效的方法。     

声发射在陶瓷材料试验中的应用

介绍了声发射技术的特点 ,讨论了在陶瓷材料试验中应用声发射检测材料性能的方法     

声学材料在塑料排水管道降噪中的应用

通过管道包扎的方法研究声学材料对塑料排水管道噪声的控制,并根据6种声学材料的厚度、密度和面密度,分析比较它们在中低频段、中高频段和高频段的降噪效果.可知在所选材料中,静音棉在中低频段和中高频段的降噪效果最好,等效A声级分别降低了3.85 dB和6.89 dB;隔声毡在高频段的降噪效果最好,等效A声级降低了16.55 dB.在中低频段和中高频段,厚度是影响声学材料降噪效果的重要因素.在高频段,厚度和密度对声学材料的降噪效果都有很大的影响.     

振动场下微裂材料的非线性超声调幅特征

一般在材料损伤后,其非线性力学特征更加明显.在高频声波和低频振动位移场下,开裂材料会出现非线性超声调幅现象.介绍了非线性超声调幅现象,对微裂材料的非线性超声调幅特征进行探讨,提出以旁频能量与振动输入能量之比,作为描述材料损伤的定量参数,并进行试验研究,采用碱骨料反应对2根混凝土试件引入微裂缝损伤,与1根无损试件进行对比.试验结果显示,振动场下微裂材料的非线性超声调幅特征十分明显,2根损伤试件在不同损伤水平上的相对损伤参数有较大改变,且在相同损伤水平上两者十分接近;而对比无损试件的相对损伤参数变化很小.表明该方法对微裂缝损伤极为敏感,运用相对损伤参数能够对损伤的程度给出定量化的描述,且具有较好的一致性.     

石英晶体谐振器探测沉积膜层的特性

本文介绍压电石英晶体谐振器探测沉积膜厚度及速率的工作原理。根据石英晶体和沉积膜层的切变弹性声阻抗理论,并利用在界面处的输入阻抗概念,导出了沉积一种材料膜层时复合系统的谐振频率变化与沉积层材料声阻抗和质量之间的理论关系式,进而导出了沉积多种材料膜层系时的理论关系式。这些关系式是使用石英谐振器精确探测沉积膜层的科学依据。     

声透镜波束形成技术仿真研究

目前,使用电子电路的传统高分辨率声呐通常具有较大的体积、较高的功耗和较低的图像更新率.声透镜声呐使用声透镜形成图像,能够克服这些缺点.为此介绍了声透镜波束形成技术的基本原理和声场分析模型,对透镜形状、材料、尺寸,以及环境温度等参数对透镜声呐性能的影响进行了仿真研究.结果表明,上述参数对主瓣宽度、旁瓣高度、聚焦深度等声呐性能指标具有较大的影响,通过对声透镜的合理设计可以达到优化声呐性能的目的.     

单轴压缩条件下不同裂纹制作方式的裂纹破坏分析及其声发射特征研究

采用类岩石材料研究了不同裂纹制作条件下张拉裂纹的破裂过程, 并利用声发射测试技术分析了试样在破坏过程中裂纹的萌生、起裂、扩展和破裂全过程的声发射特征。试验结果表明, 不同制作条件下裂纹扩张呈现不同的破坏方式,有不同的起裂强度和抗压强度,而且在hits t时间曲线上存在差别;声发射hits t时间曲线呈现与应力时间曲线同步性的特点,并且曲线自身突变性反映了裂纹扩展中能量释放的突发性,两者的符合性较好。     

声屏障在住宅小区声环境中的设计研究与应用

叙述了我国声屏障的发展概况以及设计声屏障应遵循的原则及注意事项，并结合天津市莱茵春天小区隔声屏障的设计，说明隔声屏障在住宅小区的应用。分析了此隔声屏障设计的优点和不足之处。建议建筑师、规划师掌握有关声学的基本知识，将声环境这一因素考虑到规划设计以及建筑设计中。