哈特曼发声器的声学特性研究

采用FW-H声模拟法,研究了谐振腔长度、喷流间距、谐振腔直径和入口气压等对哈特曼发声器声学性能的影响。得出如下结论:哈特曼发声器的发声基频大小与谐振腔长度成反比;总声压级随谐振腔长度增大而增大;总声压级随喷流间距变化作震荡变化,且变化周期随着谐振腔直径的增大而增大;谐振腔直径大,产生的声压级也高;入口气压增大,总声压级增大,但对基频的影响不大。该结论对哈特曼发声器的应用具有重要的指导意义。     

中心棒哈特曼发声器声学特性研究

采用FW-H声模拟法,研究了中心棒的位置、长度和直径等因素对中心棒哈特曼发声器声学特性的影响,得出如下结论:无论中心棒置于谐振腔入口前端还是底部,只要中心棒一端处于气流入口到谐振腔入口段,哈特曼发声器就能产生较高的声压级;中心棒置于气流入口,且长度不超过喷流间距,会产生比普通哈特曼发声器更高的声压级;中心棒的半径有一个最佳值,数值模拟结果显示,不同半径中心棒哈特曼发声器声压级的大小顺序相应为:r=0.2mm、r=0.3mm、r=0.1mm、r=0.5mm,即半径r为0.2mm的中心棒哈特曼发声器产生的声压级较大,而半径r为0.5mm的声压级最较小;频谱分析发现,加中心棒会使哈特曼发声器的最大峰值频率变小。上述结论对中心棒哈特曼发声器的应用具有重要的指导意义。     

两种声学阵列的定向精度分析与仿真

声学阵列设计在直升机被动声定位中具有十分重要的意义。本文给出了四阵元十字阵和五阵元十字阵的目标定位方程,分析了其定向精度,并就直升机被动声定向进行了计算机仿真。结果表明,五元十字阵的性能要优于四元十字阵。     

一种大功率超声波发声系统原理与结构设计

设计了能发射大功率超声波的超声波发声系统。该超声波发声系统采用火药燃烧（炸药爆轰）的方式产生高压高速气流;高速气流驱动哈特曼超声波发生器阵列产生大功率超声。超声波发声系统采用波导管对产生的超声波进行汇聚,在一定方向上发射,可以有效提高超声波的作用距离。单个超声波发声系统产生20kHz的超声,声功率可以达到百万瓦,最大有效作用距离可达54m。设计的大功率超声波发声系统完全可以达到作战要求。     

催化转化器声学特性研究

基于粘性流中的准平面波传播理论,推导获得催化载体的四极参数,使用有限元法计算载体两端连接空腔的传递矩阵,利用交界面处的声压和体积速度连续性条件求出催化转化器的四极参数,进而计算催化转化器的传递损失,分析载体参数对催化转化器声学性能的影响。     

电磁泵声学特性研究

对单通道CLIN-3/28和流向旋转180°的CLIN-4/32的流体金属电磁液压系统,在低传递和轻微受阻 传递条件下,对振动和噪声及其产生低噪声的可能性进行了研究。声学特征的初步研究结果表明:这种冷却系统 的电磁泵的振动级和声级都相当低。     

板结构中声学黑洞参数优化及其阵列的能量汇集效应分析

声学黑洞结构是一种可实现板内弯曲波操控和振动能量汇聚的新结构,在振动和噪声控制领域具有应用 前景,因此对内嵌于板结构的二维声学黑洞及其阵列的动力学特性和设计方法进行研究十分必要。首先给出描述声 学黑洞汇集效果的定量参数,然后通过正交试验得出内嵌于板结构的单二维声学黑洞几何参数在一定范围内的最优 值;最后,基于这些参数设计声学黑洞并组成包含两声学黑洞的阵列,在频域内研究板结构具有不同排布方式声学黑 洞阵列时的能量汇集效应。结果表明,在一定频带范围内两个声学黑洞组成的阵列的能量汇聚效应比单声学黑洞更 为明显,且横向排列的声学黑洞阵列结构具有更好的能量汇聚效果。对于声学黑洞阵列和阻尼减振的设计具有一定 参考价值。     

闭口风洞声学测量中的阵列设计

为了在已经建好的闭口风洞中进行基于声传感器阵列的声学测量,且获得最佳成像结果,需要按照壁面预留开口进行阵列的最优化设计,针对常见声源及风洞壁面已有开口提出了不同口径相配合、椭圆形和"窗口"型三种阵列布局方法,基本满足了各种壁面开口的需求,解决了规则形阵列设计与风洞预留开口不匹配、阵列性能无法达到最佳、甚至阵列无法使用等问题。通过特殊阵列设计以及成像结果对比,得出了影响波束形成的一般因素及阵列优劣的判定方法,仿真和实验结果表明,所提出的设计方法普适性强,而且波束形成结果具有较高的分辨率,能够有效抑制旁瓣,提高动态范围。     

轻型客车整体车身声学特性的试验研究与分析

利用信号分析的理论，通过建立“虚拟系统”，分析了整体车身腔体的“综合传递函数”；并利用频谱分析技术对轻型客车车内噪声进行测试、分析，试验表明解决车内噪声关键是降低车内低频噪声，而车身腔体结构又是影响车内噪声，特别是低频噪声的关键因素之一。     

板结构中声学黑洞参数优化及其阵列的能量汇集效应分析

声学黑洞结构是一种可实现板内弯曲波操控和振动能量汇聚的新结构,在振动和噪声控制领域具有应用前景,因此对内嵌于板结构的二维声学黑洞及其阵列的动力学特性和设计方法进行研究十分必要。首先给出描述声学黑洞汇集效果的定量参数,然后通过正交试验得出内嵌于板结构的单二维声学黑洞几何参数在一定范围内的最优值;最后,基于这些参数设计声学黑洞并组成包含两声学黑洞的阵列,在频域内研究板结构具有不同排布方式声学黑洞阵列时的能量汇集效应。结果表明,在一定频带范围内两个声学黑洞组成的阵列的能量汇聚效应比单声学黑洞更为明显,且横向排列的声学黑洞阵列结构具有更好的能量汇聚效果。对于声学黑洞阵列和阻尼减振的设计具有一定参考价值。     

不同媒介中的参量阵近场声场研究

在众多描述非线性声波传播的理论模型中,KZK方程能够准确地描述有限振幅声波传播的衍射、吸收及非线性效应,对求解参量阵近场声场有着明显的优势,因而成为描述非线性声场最为精确的方程之一。从KZK方程的频域求解出发,利用二阶对角隐式龙哥库塔法(second-order Diagonal Implicit Runge-Kutta,DIRK2)和Crank-Nicolson有限差分法(Crank-Nicolson Finite Difference,CNFD)相结合的有限差分算法,对在不同媒介中传播的参量阵近场声场特性进行研究,旨在对参量阵能量累积过程有进一步的理解,为参量阵转换效率的提高提供初步的探索,为参量阵的进一步工程应用提供相应的理论指导。     

气体管道泄漏声源特性研究

气体管道泄漏声源的特性决定了声波法气体管道泄漏检测的精度和适应性。为探究气体管道泄漏声源的特性,建立了气体管道泄漏的物理模型,研究了相应的声波产生机理。分析了不同泄漏口径、不同管道压力下的泄漏声源特性并与实验结果进行了对比。结果表明:气体管道泄漏产生的声源以四极子声源为主,泄漏声波能量主要集中在50 Hz以下,声压级均值随管道内压和泄漏口径的增大而增大。仿真结果与实验结果对比表明,基于该仿真方法对输气管道泄漏的声源特性分析是可行的。     

浸没排气过程声信号与流场振荡规律研究

采用流体体积(Volume of Fluid,VOF)模型和威廉姆斯-霍金斯(Ffowcs Williams and Hawkings,FW-H)模型对浸没排气过程声信号进行数值模拟,研究竖直向下浸没排气过程声信号产生机制及理论依据。将模拟结果与实验结果进行对比,验证模型的适用性和准确性。研究结果表明,声信号与流场流动状态相关,气泡间分离和气体再注入过程引起的气泡体积剧烈振动是影响气泡流声信号产生的关键因素。在同一深度处,在径向上声压随位置的变化服从指数衰减,在周向上声信号呈现球源信号传播特点。     

不同界面形状分层消声覆盖层声特性的实验研究

研究了不同界面形状的分层消声覆盖层的吸声性能。制备了三角形、半圆形、矩形和平面形等不同界面形状的分层消声覆盖层,并在声管中测试了其水声吸声系数。结果表明:在研究的频率范围内,非平面界面形状的分层消声覆盖层吸声性能优于平面界面形状的分层消声覆盖层的吸声性能,其中,半圆形界面形状的分层消声覆盖层吸声效果最好。原因在于声波在非平面界面上会发生波型转化,使声衰减能力弱的纵波转化为声衰减能力强的切变波,引起较大的剪切变形,入射波能量被大量地消耗。研究说明,合理设计分层消声覆盖层界面形状可以提高其水声吸声性能。     

哈特曼装置上均方根湍流速度的测量及研究

对哈特曼装置上的粉尘粒子速度及均方根（ｒｏｏｔ－ｍｅａｎ－ｓｑｕａｒｅ,ＲＭＳ）湍流速度进行了测量及研究,获得了哈特曼装置上不同位置粉尘粒子速度、ＲＭＳ湍流速度随时间的变化曲线。粉尘粒子速度采用激光多谱勒测速仪进行测量。文中还对激光测速法及数据处理中ＲＭＳ计算窗口的选取进行了讨论。     

用双直角三角形阵对声目标定位的研究

文章对目前常采用的定位方法进行了分析。提出了用双直角三角形阵对声目标进行定位。该方法采用虚拟传声器技术，用较少的传声器能达到主-从式正四方形阵的定位效果，从而解决了单四方形阵不能远距离定位的问题，通过仿真计算给出了各种误差对测向和测距精度的影响曲线，结果表明，该方法具有较好的定位性能。     

超声造影剂微泡非线性声学特性的数值仿真

以空气泡为例,采用描述气泡半径运动的Rayleigh-Plesset方程,对其在高频声压辐照下的非线性振荡,散射声场和散射截面进行理论和数值研究,为获取更清晰的图像提供理论依据。结果表明:激励声压的频率在微泡的固有谐振频率附近时,可以产生强的二次谐波散射声压。同时,提高入射声强可以增大二次谐波散射截面,但不能改变基波散射截面。