工程车辆驾驶室声学特性预测研究

建立某型工程车辆驾驶室的结构有限元模型、空腔声学有限元模型。对驾驶室结构和室内空腔声场进行模态分析,得到结构振动特性和声学特性。计算分析驾驶室声一结构耦合模型在特定频率激励下的噪声分布情况,同时考虑吸声材料对驾驶员耳旁声压级值的影响,总结出在新车型开发阶段进行车内噪声预测和控制研究的有效方法。     

基于信息熵可信度的测试点选择方法研究

要对航空装备进行测试性设计分析,必须在设计阶段进行合理的测试点选择.而目前常用的测试点选择方法缺乏信息可信度.笔者基于这一问题提出一种基于测试点信息熵可信度的优先级排序方法.在分析相关性图示模型及相关性矩阵的基础上,通过信息熵和信息衰减系数计算各测试点的信息量,进而完成对测试点的优先级排序.通过对某显示器进行测试性建模...     

电站锅炉声学测温中炉膛声场及热态背景噪声特性研究

以理论和实验相结合的方法,对锅炉冷态声场进行了研究;系统分析了锅炉热态噪声的产生机理和声衰减特性;把小波理论引入到炉膛声特性提取之上,从不同尺度空间获得了炉膛噪声信号的特性;并对背景噪声声压级进行了测量.研究表明:电站锅炉声学测温中,声源在锅炉冷态时形成的声场为扩散声场;热态由于声衰减作用可以近似为自由声场;不吹灰时,...     

基于流声耦合的调节阀空化噪声数值预测

针对工程应用中调节阀普遍出现的空化以及由其产生的噪声问题,提出基于流声场耦合法的调节阀空化噪声数值预测方法,首先选择大涡模拟和空化模型对调节阀进行瞬态流场计算,然后联合声学边界元法利用流场信息计算噪声场特征,分别数值计算一种轴流式调节阀在空化和无空化工况时的噪声。结果表明:监测点处的声压级频率响应曲线整体趋势基本一致,计算结果符合实际规律;空化工况时的声压级频率响应曲线具有较多的峰值点,而无空化则较为平稳,可作为判断调节阀是否产生空化的依据;数值计算得到的监测点处总声压级与理论预测计算的相对误差低于7.1%,证明了数值计算的准确可行性。     

高速列车车轮及轮对的声辐射特性

以CRH3型高速列车的标准车轮为例,采用声学边界元法计算了单个车轮在单位垂向力下的辐射噪声。介绍了一种新型辐板屏蔽式阻尼车轮,并对比分析了阻尼车轮和标准车轮的声辐射特性。考虑了较为完整的边界条件,首先基于多体动力学提取了350km/h下列车的轮轨激励,然后建立了四轮对的声振耦合模型,用于研究轮对噪声在车厢表面形成的声学分布。结果表明:单个车轮的辐射声场随角度呈瓣状变化,随距离逐层递减,具有明显的指向性,踏面和辐板对辐射噪声的贡献量最大;相对于标准车轮,阻尼车轮的辐射声功率明显降低,尤其在峰值频率处;四轮对的辐射声场是多个车轮噪声源经叠加和干涉作用后的复合声场,主要作用在车厢端部,且保留了基本的指向特征;对比观察点处的声学响应发现,标准轮对的噪声峰值均在110dB以下,而阻尼轮对的声压级总值下降约15dB,降噪效果明显。     

声学钻孔电视及在地下建筑物选址调查中的应用

声学钻孔电视(BHTV),又称超声波成像测井,是一种能获得钻孔孔壁定性图像的地球物理测井方法,可以直接对钻孔进行岩性观察。该方法具有测试速度快、精度与分辨率高、成果形象、直观可靠、数据处理和分析过程相对较简单等众多优点,在某些情况下可以代替钻孔取芯。在地下建筑物选址调查项目中,中深部岩体的结构面特征参数是场址性能评价的基础数据之一,采用声学钻孔电视测试,并借助相关专业软件,可以获得中深部岩体的结构面(包括节理裂隙和断裂构造)特征和分布规律。实践证明,声学钻孔电视是一种精细评价岩体结构面特征的有效手段。     

基于近场声全息的车内噪声贡献量

在声场的声源信息未知的情况下,基于近场声全息技术提出了一种对汽车车内声场进行声源识别、声场预测及声学贡献分析的方法。因为汽车车内噪声等不满足自由声场的情况,分析了存在反射情况的声场预测方法。最后,通过算例对反射声场中声源识别、声场重建及声学贡献进行了研究,取得了满意的结果。研究表明,将近场声全息技术用于声贡献量分析相对于传统方法有明显优势。     

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。     

基于人性化的地下空间安全设计研究

为了提高地下空间的安全性,借助生理学、建筑学、美学、心理学等理论,通过对现有地下空间的开发和运用情况进行综合分析,围绕目前存在地下空间设计过程中的安全问题,提出了人的安全性不仅包括生理安全、物理安全还包括心理安全,基于此安全性要求通过对人行为特征的研究,从行动方式,步行流线,路径确认,换乘行为4个方面展开研究,最终提出了如何设计和改进地下空间安全性的设计方法,以期消除了人们对地下空间的消极态度,提高我国地下空间的合理开发和设计水平.     

列车车轮滚动噪声的频域特性研究

为探究轮轨表面粗糙度激励下车轮的振动辐射声场特征,采用有限元法-边界元法相结合的方法,建立车轮和轨道的三维有限元模型.分析了其结构振动模态和位移导纳,并通过声学边界元软件LMS Virtual.Lab建模,对车轮辐射声场与真实激励下辐射声功率级进行预测研究.结果表明,轮轨接触点处车轮径向导纳变化剧烈,在计算频率范围内自...     

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．     

声学CT储粮温度监测收发器阵列设计

针对声波收发器阵列设计的合理性直接影响声学CT系统的测量实时性及温度场重建精度等问题,提出了声学CT储粮温度监测收发器阵列设计方法.该方法对围绕圆筒形仓布置的声波收发器数量、布局和有效声波路径选择等参数进行了计算机仿真设计.三种典型的三维模型温度场重建结果表明,有效声波传播路径选择、收发器布置的层数、每层布置收发器的个数都会对模型温度场重建质量产生较大影响.通过对声波收发器阵列的仿真设计,可优化收发器阵列各参数,提高声学CT系统的性能和温度场重建精度.     

采用能量有限元分析的高速列车车内噪声预测

采用能量有限元分析（EFEA）并引入车体隔声效应建立高速列车（HST）车厢结构和声腔模型,综合考虑机械激励和声激励源,预测分析车内全频噪声. 通过试验及仿真计算获取模型结构和声腔参数;采用多体动力学仿真、声学有限元法和非线性声学方法求解得到车外激励源,包括轮轨力、二系悬挂力、轮轨噪声和气动噪声. 通过验证激励源频谱结果的声压级（SPL）峰值频率保证激励源的准确性. 将模型参数和激励源施加到车内噪声EFEA模型上,并预测不同区域的车内噪声。将车内声腔各区域的预测与搭载试验车内噪声SPL进行对比,结果显示,仿真与试验车内噪声声压级在分析频段内的变化趋势基本一致,声压级总值（OASPL）误差小于3 dB(A). 由此验证了提出的方法对于HST车内全频噪声仿真预测的有效性和准确性.     

A robust technique to reconstruct sound field for all wave-numbers

Near-field acoustic holography (NAH) originated at the beginning of the 1980s, which overcomes the wave-length limitation of the conventional acoustic holography, and thus it became one of the most powerful tools for identifying noise sources and visualizing sound field[1—15]. In this technique, the acoustic quantities such as sound pressure, sound intensity and the far-field directivity can be reconstructed by the sound pressures measured at a finite number of field points and a certain part…     

弹性球壳声衍射对矢量传感器测量影响

声矢量传感器由传统的无指向性声压传感器和偶极子指向性质点振速传感器组成,被应用于水声测量和探测领域,但作为水声测量设备它会受到安装载体衍射声场的影响,使其接收声场失真和指向性发生畸变.以实际应用需求为背景,从理论上分析了平面声波在弹性球壳上的衍射声压场和振速场;采用薄壁球壳机械阻抗近似公式,计算了球壳声衍射对矢量传感器声场测量和指向性的影响.根据共振散射理论,弹性球壳衍射声场的共振项与壳体的机械阻抗和辐射阻抗有关,而其背景项与刚性球和绝对软球的声衍射有关.计算和分析结果表明,在球壳散射声场的共振项频率处,矢量传感器的接收声场严重失真,且其指向性图变得复杂;另外,它们也与声波的入射方向和距离有关.这些结果为利用矢量传感器进行水声测量和探测提供基本的物理基础.     

声场流化床颗粒浓度时间序列分析

在内径140 mm,高1 600 mm的声场流化床中,以FCC颗粒为流化介质,采用光导纤维探针测定不同轴/径向位置的颗粒浓度时间序列,通过统计分析、功率谱分析和小波分析揭示外加声场对颗粒浓度的影响。结果表明:声场的引入降低了颗粒最小流化速度,声压越大最小流化速度越小,声波频率在150 Hz时最小流化速度最小。颗粒浓度功率谱呈现宽频且有明显主频的低频信号,声压越大主频的峰值越小,颗粒浓度信号的主频峰值随频率先下降后上升。对颗粒浓度信号进行5尺度离散小波变换,声场流化床中颗粒浓度信号高频部分增加,低频部分减小。     

基于声波的玉米含水量测定

利用声音传感器采集玉米籽粒流从高处落到相同状态玉米堆时发出的撞击声音,对声音信号进行滤波预处理,提取声波信号强度、功率谱能量、谱峰值等特征值来描述信号。应用多元线性回归、二项式回归和神经网络等方法进行全面分析。试验结果表明:声波信号强度功率谱能量及谱峰值等特征值与玉米籽粒含水量之间存在较强的相关性,其中信号强度相关性最大。利用这些特征能够准确地测定籽粒含水量,其中二项式回归模型最接近实测值。     

常规声压与声矢量信号非整数维谱性能比较研究

为解决高阶谱算法复杂、计算量大和声压信号有限的抗干扰能力问题,提出了声矢量信号非整数维谱分析方法.利用可抑制高斯和对称分布噪声的高阶累积量非整数维谱对目标辐射噪声声压信号和声矢量信号进行了特征分析.分别采用功率谱图和三维动态谱图方法对常规声压和声矢量信号非整数维谱性能进行了直观比对.为获得定量分析结果,分别对不同背景噪声环境条件下,不同输入信噪比的常规声压与声矢量信号非整数维谱的轴频PBR及PD进行了详细计算.结果表明,声矢量信号非整数维谱特征提取与轴频检测能力优于常规声压信号,为高阶统计量应用于声矢量信号处理提供了一条途径.     

基于基函数逼近和卡尔曼滤波的温度场重建

为了提高声学CT复杂温度场重建能力,提出一种基于基函数逼近和卡尔曼滤波的温度场重建算法.利用Markov径向基函数的线性组合逼近被测区域内的声速分布,并使用卡尔曼滤波根据多路径声波飞行时间数据重建出声速分布,进而利用声速与温度的关系得到温度分布.分别采用Markov径向基函数Tikhonov正则化法、最小二乘法和BFAKF算法对4种典型的三维模型温度场进行了无噪声和有噪声仿真数据重建.重建结果表明,BFAKF算法的重建结果优势明显,具有更好的复杂温度场重建能力.