大振幅波非线性传播的频率特性

为研究大振幅波在介质中非线性传播的频域能量变化问题,采用频谱分解方法对单频及多频大振幅的传播规律进行了分析.对不同形式的单频大振幅波传播过程中的基频波能量变化及谐波幅度增长情况进行了比较;同时分析了多频大振幅波非线性传播过程中,各频率声波相互作用情况,通过仿真研究了影响基频波能量变化的因素,其中高频波频率是影响基频波能量变化的主要因素,并通过谱分解方法得到了多频大振幅球面波和柱面波的非线性传播规律.     

大振幅波非线性相互作用的谱分解法研究

针对两波非线性相互作用中大振幅波幅度及能量的变化问题,采用了谱分解方法对其进行了研究.对高低频波频率比为整数的两波非线性相互作用情况进行了讨论,研究非线性相互作用中各参数对作用结果的影响,并进行了计算机仿真计算.计算结果表明:在非线性相互作用后,低频波能量随作用距离的增加而降低;能量降低的大小与高低频波频率比、高频波能量大小等因素有关.将两波非线性相互作用的谱分解法计算结果,与经典的Fen lon理论计算结果进行对比,两种方法的计算结果具有较好的一致性.     

频域条件下轨道交通混凝土微型隔振桩隔振特性试验研究

为了研究在频域条件下,混凝土微型隔振桩对不同频率振动进行隔振时所表现的频率特征,对模型试验中采集的时域信号进行快速傅立叶变换,得到频域条件下的功率谱图,分析桩后不同测点处瑞利波的频率特性。得出以下结论:引起地面振动程度和决定瑞利波携带能量大小取决于主频段,即功率谱图中易形成凸状尖峰的位置。在测点到振源的距离逐渐增大的过程中,对振源激发的低频振动,瑞利波的高频段逐渐消失而中、低频段占据主导地位;对振源激发的中频振动,瑞利波的高频段逐渐消失而中频段占据主导地位,低频段的瑞利波次之;对振源激发的高频振动,瑞利波的高频波段在起始测点迅速衰减,瑞利波的中频段占据主导地位,瑞利波的低频段次之。在振源激发的低、中、高频振动中,表现的共性是瑞利波的中、低频波段始终在其传播过程中占据主要地位,同时携带的能量显著高于其他波段。     

有关系统能量耗散运动的功率谱分析

研究有限哈密顿系统能量耗散过程的动力学问题,通过合理的数值模拟,实现有关系统的能量耗散过程,直接从哈密顿量的变化情况出发,难以分析不同自由度在能量耗散过程的动力学行为,我们采用功率谱方法研究有关系统运动中的坐标q（t）或动量p（t）的演化过程,结果发现在有关系统的能量耗散过程中,有关自由度运动的频率成分向高频和低频方向都有明显展宽,随着无关系统自由度增多,展宽明显增加;低频成分比较稳定,高频成分随着时间的发展逐渐减少,     

一种基于频域特征和过渡段判决的端点检测算法

为了提高语音端点检测的准确性,增强端点检测算法在噪声环境下的鲁棒性,提出两种新的端点检测参数。其中,基于临界频带的谱熵参数综合考虑了人耳对语音的感知特性以及语音信号和噪声信号的频域分布差异,差值频域能量参数考虑了语音帧和无声帧在频域上的能量差异。结合两种参数的优点,构成一种鲁棒的端点检测参数,同时,为了避免因阀值判决的单一性而产生误判,在端点检测过程中加入了基于特征分布统计的过渡段判决。试验结果表明,本研究提出的语音端点检测算法对语音帧和无声帧具有较好的区分性,在不同噪声且信噪比较低情况下,端点检测准确率相比传统抗噪端点检测算法均有所提升,特别是在非平稳噪声下,准确率提升超过5%。     

VLSI金属互连电迁移1/fγ噪声特性研究

通过对超大规模集成电路金属互连进行电迁移加速寿命实验和不同电迁移损伤程度的金属薄膜电阻及1/f^γ噪声的测量和分析,得到了1/f^γ噪声3Hz点功率谱密度和频率指数γ均随电迁移损伤程度加剧而变大的实验规律.分析表明,在同样的电迁移损伤程度条件下,1/f^γ噪声点功率谱密度的相对变化量是电阻相对变化量的大约2000倍.此外,得到了1/f^γ噪声频率指数随电迁移过程逐渐变大的实验规律.因此,1/f^γ噪声功率谱密度和频率指数有可能作为比现在应用的电阻相对变化量更为灵敏的金属互连电迁移表征参量.     

利用RFDF提取高荧光及噪声背景中的拉曼光谱

利用重采样频域滤波(resample frequency domain filter,RFDF)方法,提取高荧光及随机噪声背景下的拉曼信号.仿真结果表明,在设计适当的滤波器情况下,该方法能得到很好的拉曼信号提取效果.若要获得较高的拉曼光谱信号保真度,需考虑不同成分信号功率谱的混叠程度、光谱数据的分辨率和采样率、频域带通滤波器的设计形式及参数等影响因素.     

复杂噪声背景下谐波信号频率估计新方法

利用待测谐波信号的周期性及混沌信号能量集中在低频部分的特性,提出一种将倍频法、小波包分解与互谱分析相结合的强混沌噪声背景下谐波频率估计新方法。首先,利用谐波信号的周期性,将采样数据等距取值构造谐波信号倍频的新数据序列,且倍频谐波偏离混沌能量中心频段;其次,利用小波包分析法对新数据进行多层分解,使倍频谐波信号与混沌噪声主能量分离;最后,对谐波信号能量集中的分量进行互谱功率谱分析,估计谐波频率。该方法适用于强混沌信号与强观测噪声共存背景下的周期小信号频率估计。仿真实验结果表明:该方法十分有效,且计算量小。     

被动声源定位中的时延估计分析

为了减小低信噪比环境下时延估计误差,基于广义互相关法和谱减法,选择互功率谱相位加权法,提出了一种基于谱减法的互功率谱频域加权时延估计方法.通过仿真,分析了几种常见的加权函数随信噪比降低时的时延估计性能,以及改进的谱减法在不同信噪比环境下的去噪效果.对整体算法进行了联合仿真,结果表明:低信噪比环境下基于谱减法的互功率谱相...     

内燃机噪声源识别的小波相关系数方法研究

为了分析内燃机(ICE)噪声信号的时频特性和识别主要噪声源,研究了小波变换中尺度与频率之间的关系,重新定义了连续小波变换,并基于不同小波对同一信号分解时小波系数之间存在极大相关性,提出用规范化相关系数时频图分析噪声信号和识别内燃机噪声源的新方法.新方法能够准确地对信号进行时间和频率定位,且频域结果与信号功率谱相当吻合.对发动机声学信号进行了时频分析,同传统连续小波变换相比较,该方法能够更好地反映信号能量的时频域分布状况.结合声强结果,声学信号时频图能够直接地显示不同噪声源的时频特征.     

水中声波之间非线性作用时能量变化的分析

为研究声波之间的变参数相互作用,以伯格斯方程为基础,用谱分解方法推导了泵波与弱信号波整倍频率相互作用后弱信号波的数学解析式,研究了弱信号波在受到泵波不同频率、幅度和初始相位干扰时的能量变化情况.研究表明:二者频率比为2时,信号能量变化最大,可达9.84 dB;随着幅度比增大,信号能量变化减小;频率比大于3时,可不考虑二者初始相位差对信号波能量变化的影响;间断距离内随着传播距离的增加,弱信号波能量变化增大.     

两级回旋行波放大管非线性分析

对两级开槽回旋行波放大管注波相互作用进行了自洽非线性数值计算,详细分析了分隔段的长度,位置,以及第一级,第二级高频波导的工度对注波互作用的影响规律,同时还介绍了模拟了直流磁场,电子往速度离散对注波互作用的影响情况,电子注的运动为张轴大回旋运动。     

某核电常规岛厂房风振计算及风荷载频域分析

分别在A类地貌和B类地貌中测得某核电常规岛厂房的刚性模型表面风压风洞试验数据。用频域方法计算了厂房屋盖风致动力响应。计算结果显示结构动态位移响应在不同地貌中差别较小。且正面迎风时结构风致动态位移均方根响应比斜向迎风时要小。分析了不同风向角下结构表面风压谱密度的分布,结构正面迎风时,结构表面风压谱密度函数能量主要分布在低频段;当风沿斜向作用时,结构表面风压谱密度函数能量主要分布在高频段。风压谱密度函数谱峰对应的折算频率与结构振型对应的自振折算频率一致时,结构风致动力响应将会增大。     

一种新的高斯双模态随机疲劳损伤分析方法

为能够准确地对高斯双模态随机过程的疲劳损伤进行评估,提出了一种名为改进频带法的疲劳损伤频域计算方法。该方法从功率谱分割的角度出发,首先分别将低频模态和高频模态的功率谱密度函数分割成很多份极窄的频带,利用损伤等效原则进行等效转换,得到相应的等效窄带过程。然后,将高频等效窄带过程向低频等效窄带过程再次进行等效转换。在此过程中,为考虑低频模态与高频模态之间的相互作用,引入与一个高、低频模态频率比、能量比以及S-N曲线材料参数m有关的修正因子对总零阶谱矩进行修正。最后,利用窄带过程疲劳损伤解析解即可计算高斯双模态过程的总疲劳损伤。以时域雨流计数法计算的疲劳损伤结果作为基准,分别采用理想矩形双模态谱和真实双模态谱进行数值试验,将该方法与多种现有频域疲劳损伤分析方法进行了对比。研究结果表明,提出的改进频带法与传统频域方法相比,具有计算精度更高并且易于编程的优点,该方法在实际工程应用中将具有很大的潜力。     

976 nm类噪声锁模光纤激光器

输出波长为976 nm的脉冲激光器在科研及工业领域具有重要应用．利用非线性光纤环镜（nonlinear optical loop mirror, NOLM）搭建了“9”字型谐振腔，通过在环镜中加入长度为30 m的无源光纤，实现了类噪声脉冲（noise-like pulse, NLP）输出，丰富了976 nm波段的脉冲类型．脉冲的重复频率为4.79MHz，最大输出功率为13.35 mW，最大脉冲能量为2.79 nJ．进一步研究该NLP在不同泵浦功率的脉冲特性变化，结果表明，脉冲能量以及脉冲宽度均随着泵浦功率的增大而增大，但是其自相关曲线中的相干尖峰宽度随泵浦功率的增大而减小．该研究为976 nm类噪声脉冲的产生提供一种简单经济的方案，在超连续谱产生以及类噪声脉冲动力学研究方面具有潜在应用价值．     

锥形涡诱导下正方形平屋盖风压特性

为揭示旋涡作用下的脉动风压功率谱特性和确立谱能量与旋涡运动或湍流尺度之间的演变关系,基于大跨屋盖结构风洞测压试验,以涡轴方向测点列和横风向测点列为研究对象,分析了来流非垂直于迎风墙面时3种不同来流工况(均匀流、格栅紊流和B类地貌)和3种不同风向角(15°、30°和45°)下正方形底面的平屋面风压分布和锥形涡涡轴的运动特征.分析结果表明,3种来流工况下屋面最大风吸力、最大脉动值均出现在屋面下三角区的迎风顶点附近.3种风向角下,30°时在迎风顶点附近锥形涡诱导的平均、脉动风压均达到最强.对于同一来流工况下,随着风向角的逐渐增大,涡轴与迎风前缘的夹角和再附作用范围均在逐渐减小.涡轴方向迎风点附近测点风压谱谱峰值与其对应的屋面风吸力成正比例关系:在高频范围内,测点风压谱相应频率对应的谱能量峰值越大,屋盖平均风吸力也越大;在低频范围内,相应频率对应的谱能量峰值越大,其脉动风吸力也越大.均匀流下涡轴方向各测点间的互相关性较弱,格栅紊流和B类地貌下测点间的互谱曲线呈现指数衰减模式.     

对已有强震地面运动功率谱模型的改进

为使得地震动功率谱模型在低频区域更好的模拟实际地震动的能量分布,同时兼顾模型的简单性和实用性,在已有地震动功率谱模型基础上提出了修正金井清模型和修正胡聿贤-周锡元模型.文中推导了具有这2种功率谱特征的平稳过程作用下单自由度结构的随机响应计算公式;基于单自由度结构随机反应对6种功率谱模型进行了对比.结果表明:修正胡聿贤-周锡元模型构造简单,能合理描述强震地面运动过程的频域能量分布,其对应平稳随机过程作用下结构随机响应也与加速度时程样本对应的结果相符,适于工程应用;修正金井清模型在一定程度上修正了金井清模型的缺陷,可以替代金井清模型.     

频域输入输出法精化大地水准面的适用性研究

频域输入输出法在计算效率上的优势,使其在局部重力场逼近中受到广泛关注.选取Moritz协方差函数模型,通过非线性最小二乘法拟合协方差函数模型系数,采用相关法估计功率谱密度函数,顾及"移去-恢复"技术,构建基于频域输入输出法的大地水准面精化模型.设计了以EGM2008模型重力异常为基础数据,计算大地水准面高的仿真试验,量化分析了相关距离选取的问题.结果表明:只要选取的相关距离不小于1倍的相关长度,该模型即能满足当前厘米级大地水准面的要求;在此基础上,对该模型进行了精度评估,在3种不同观测噪声下算得的大地水准面精度高分别为7.15,8.37和8.91cm,优于同等观测精度下Stokes法的计算结果.     

具有反射器的绕射辐射振荡器的模拟研究

分析了具有反射器的8 mm波段相对论绕射辐射振荡器,其高频系统为周期盘荷慢波结构,并且在电子注的输入端加有圆柱形同轴反射器。利用HFSS软件计算S11参数来确定反射器的结构尺寸。对该结构进行了PIC模拟,分析了该结构中注波互作用的非线性过程和反射器对该器件性能的影响。研究发现存在一个最佳反射器的位置,使注波互作用的效率高、频谱好。     

履带车辆传动系统动态载荷谱信号去噪

为了满足履带车辆传动系统动态载荷谱编制对采集数据准确性的要求,运用功率谱分析方法获取原始采集载荷谱信号的频率分布,确定了有效信号的频域特性。利用小波分析方法,给出了在通用阈值基础上改进的自适应阈值去噪的计算方法。结合实车动态行驶与换挡过程中的传动特性对实测履带车辆载荷谱信号去噪结果进行了分析。研究结果表明:改进的自适应阈值去噪方法能更好地区分不同频段上的有效信号和噪声信号,在保留中、高频载荷谱信号的前提下具有良好的去噪效果。