水下稳态涡流场声传播的数值模拟和实验研究

声波穿过涡流场时声传播特性会发生改变,可由此判断涡流场的存在及其特征参数。文章首先推导了二维稳态涡流场的射线微分方程组,实现了声波通过涡流场的声线轨迹模拟。然后开展水池超声传感器实验,采用现代计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真方法获取涡流场参数。最后将通过涡流场声信号的时延结果,与实验测量值进行对比分析。结果表明,对于涡核半径为30 mm,最大切向速度为1.2 m·s^-1的涡流场,数值模拟误差小于10%,验证了基于射线声学的水下稳态涡流场声传播数值模拟的有效性。     

Dependence of sonoluminescence intensity on the geometrical configuration of a reactor cell

Dependence of sonoluminescence (SL) intensity on the geometrical configuration of a reactor cell is studied theoretically and experimentally. The model is a rectangular glass cell set in a water-cooling bath. Ultrasound is irradiated from the bottom of bath into the cell. Theoretical analysis of transmitted acoustic energy assuming a plane acoustic wave clarified the influences of distance between the transducer and the cell bottom, thickness of the cell bottom, and water depth in the cell. The theory is examined through intensity measurement of SL emitted in the cell using a photomultiplier tube. Dependence of SL intensity on the above parameters agreed with the theory very well. Distributions of SL are also observed using a high sensitivity CCD camera and are compared with optically visualized sound fields to show the relationship between the sound field and the SL     

典型舱音背景声在消声室中测试分析研究

基于全消声室良好的自由声场环境特性和声学测试原理,用LMSSC305对真实飞机和模拟机驾驶舱中的开关提示等4种典型舱音背景声在全消声室中进行测试分析应用研究。结果表明：基于全消声室测试的舱音特征谱值与理论计算结果一致,且比传统的人工译码辩听和音频分析的结果准确,验证舱音特征谱值计算结果的可靠性。     

单传声器实现声场空间特性测量的研究

提出了一种测量室内声场空间特性的方法,测量系统由一个可重复发射的声源配合装置在缓慢转动平台上的接收传声器组成。阐述了借助此测量系统进行入射脉冲空间分布的测量方法及典型的实验结果。实验表明,根据测量需求选择适当的空间计权因子,能够实现各种指向性传声器的等价测量,从而进一步获得反映声场空间特性的各种客观参量。     

有限元法仿真LIPUS照射骨细胞的局部声场分布

低强度脉冲超声(Low-Intensity Pulsed Ultrasound,LIPUS)作为一种可用于治疗骨病的潜在物理疗法,可以有效避免药物的不良反应,且具有无创伤、无电离辐射等优点,因而有着广阔的应用前景。应用有限元法(Finite Element Method,FEM)仿真研究LIPUS照射骨细胞时的局部声场分布,从微观角度探究骨细胞与声场间的相互作用以及各超声参数和照射位置对于声场分布的影响。首先建立了骨细胞模型,然后在不同位置施加超声激励并改变超声的激励声压与频率,计算不同情况下的声场分布,最后对仿真结果进行综合分析与比较。结果表明,骨细胞会在一定程度上影响声场的分布,且超声的各个参数及照射位置均对声场有一定的影响。仿真结果从声压与能量的角度阐述了LIPUS治疗骨病的潜在物理机制,另一方面也为离体细胞实验中LIPUS的参数筛选和照射方式提供理论参考。     

驻波声场下面对面式声强探头误差分析

针对面对面式声强探头的结构特点,基于传声器等效声学模型,对声强探头相位失配误差进行了讨论,深入分析了驻波声场下面对面式声强探头测量误差产生的原因和误差分布曲线,指出面对面式声强探头支架反射产生的微弱驻波声场会对双传声器的相位校准精度产生影响,提出了改进的校准方法。所分析模型和结论的有效性最终通过试验进行了验证。     

基于深海声影区海底反射损失的地声参数反演方法

海底的声速、密度、衰减系数等地声参数,在声场预报、目标定位中十分重要。因地声参数原位测量和海底采样在深海中实施困难,需要寻找新的方法来获取地声参数。在深海声影区环境下,直达波会随着距离的增加而逐渐消失,一次反射波及多次反射波是对深海声影区声场起重要作用的多途信号。文章首先对声影区多途达到结构进行分析,利用多次比较法得到随掠射角变化的反射损失,并对海底地声参数进行反演,然后将反演的地声参数代入声场模型得到海底反射损失,将其与实验测量结果进行比较,结果吻合较好。并通过对反演过程的散点图和后验概率进行分析,证明了反演结果的可靠性。该方法可用于深海声影区的海底地声参数的反演。     

SELP声码器基音周期参数量化合成改进算法

针对正弦激励线性预测(SELP)声码器在解码端使用整型基音周期会引入额外舍入误差的问题,提出了一种码本整型化修正算法,该算法通过对码本中的各个码字在线性域进行取整,达到与解码端反量化过程一致的效果。测试结果表明,该算法能够有效地降低基音周期对数域矢量量化的量化误差,并且能够将合成语音的平均意见得分(MOS)提高0.05左右,明显改善合成语音质量。     

干涉角度显微测量提高光子相关法空气声声压测量精度研究

在光子相关法测量自由场空气声声压中,光束夹角的准确测量影响着测量声压结果。提出了采用显微放大成像方法,利用CCD测量干涉区条纹间距,从而得到更为精确的光束夹角。首先,通过仿真分析高斯光束干涉条纹间距均匀性对光束夹角测量的影响,优化了声场测量的光路结构;然后,使用标准分辨率板对CCD显微成像的放大倍率进行标定并实现了干涉角度测量;最后,构建了光子相关法自由场空气声声压测量的实验系统。实验结果表明,相比于测量光的空间传播距离等传统三角方法获得的光束夹角,该方法得到的光束夹角提高了空气声声压测量的精度。     

圆柱壳辐射声场重构的波叠加方法

将声全息技术应用到水下结构的声场重建问题中。通过理论推导和数值仿真,分析一两端带半球帽的圆柱壳模型在不同激励作用下声场的重建效果及影响重建精度的因素。考虑到实际应用,全息面分别采用柱形全息面和平行的双平面全息面。仿真结果表明,该方法是一种稳健的全波数空间声场重构技术;其重建精度受到等效源面参数、全息面参数及测量环境信噪比等多因素的影响;在含有测量噪声的条件下,应用Tikhonov结合L曲线的正则化方法仍可以较精确地重构声场;相比于其它方法,波叠加方法具有测点少,计算速度快等优点,有很好的应用前景。     

冷凝器冷却水通道声传递特性

为阐明冷凝器冷却水通道的声传递特性、提高循环水系统声学设计能力,将换热方程和一维平面波方程耦合,推导得到换热管内冷却水声传递矩阵,针对冷凝器几何结构建立总传递矩阵并求解得到其冷却水通道声传递损失。建立试验系统验证了冷凝器冷却水管路声传递损失计算结果。根据换热管双向流固耦合分析计算结果,管外蒸汽绕流对换热管内冷却水脉动压力的影响可以忽略,冷凝器进出口管内水声和管壁振动测试结果也表明,该系统内冷却水脉动和管壁振动耦合紧密,管内流体脉动是管壁振动的主要激励源。研究结果还表明,通过调整冷凝器冷却水通道结构参数可以调节冷却水声传递损失。     

涡声理论在汽车A柱气动噪声优化中的应用

涡声理论表明气流流动产生的噪声主要取决于声源项涡量与速度叉乘项的散度的强弱。基于涡声方程,通过分析汽车A柱附近流场中速度、涡矢量以及两者间夹角正弦值等物理量与气动噪声之间的关系,找到了影响A柱气动噪声的主要气动参数。研究表明,A柱区域气动噪声声压级与流场中速度和涡矢量的叉乘变化规律一致,进一步分析涡量、速度以及两者夹角正弦值等三个流场气动参量发现,三者中绕A柱轴向的涡量对噪声的贡献量最大。据此,通过在A柱上沿涡量方向加装扰流条可以有效控制A柱区域气动噪声;其中,增加16个扰流条的措施,可使前侧窗表面噪声最大降低4.2 dBA,对测点声压级的频谱分析表明该方法在较宽的频段内均有降噪效果。     

热环境中功能梯度圆柱壳声辐射特性研究

基于经典壳体理论,推导了热环境下,流场中功能梯度圆柱壳的受迫振动方程,研究了不同温度分布方式、壳体材料参数以及周围流场参数对功能梯度圆柱壳声辐射特性的影响。研究结果表明:温度变化会引起功能梯度圆柱壳材料特性的改变,在壳体内产生热应力,影响流场中壳体的声辐射特性。温度变化对不同频段壳体辐射声功率的影响不同。重流体中,温度变化对声功率的影响随着频率的增高而增大;轻流体中,温度升高使频率较低时的声功率峰值向低频方向移动,且峰值减小,当接近环频率时,随着温度升高,辐射声功率下降。均匀升温对壳体声辐射特性的影响高于非均匀升温。非均匀升温时,重流体中体积分数指数对辐射声功率的影响比轻流体中更明显,且主要体现在对峰值位置的影响。     

List decoding of repeated codes

Assuming that we have a soft-decision list decoding algorithm of a linear code, a new hard-decision list decoding algorithm of its repeated code is proposed in this article. Although repeated codes are not used for encoding data, due to their parameters, we show that they have a good performance with this algorithm. We compare, by computer simulations, our algorithm for the repeated code of a Reed–Solomon code against a decoding algorithm of a Reed–Solomon code. Finally, we estimate the decoding capability of the algorithm for Reed–Solomon codes and show that performance is somewhat better than our estimates.     

影响声化学产额的几个因素

声空化是声化学反应的主动力，对声化学产额的研究将能更好地利用声化学技术。从大量的实验研究报道结果来看．在既定的物理和化学条件下，声化学产额的高低主要取决于声化学反应器的类型和各类操作参量。文中对影响声化学产额的媒质参量和声学参量作了定性的讨论，这些参量包括媒质的粘滞性、可压缩性、反应器的几何形状、声压和频率等，同时从空化泡群的角度分析了这些参量之间的相互联系，结合目前声化学的研究现状，探讨了今后该领域急需解决的一些问题及发展方向。     

Superresolving optical system with time multiplexing and computer decoding

Objects that have slow temporal variations may be superresolved with two moving masks such as pinhole or grating. The first mask is responsible for encoding the input image, and the second one performs the decoding operation. This approach is efficient for exceeding the resolving capability beyond Abbe's limit of resolution. However, the proposed setup requires two physical gratings that should move in a synchronized manner. We propose what is believed to be a novel configuration in which the second grating responsible for the information decoding is replaced with a detector array and some postprocessing digital procedures. In this way the synchronization problem that exists when two gratings are used is simplified. Experimental results are provided for illustrating the utility of the new approach.     

噪声异常压缩机的声诊断分析

通过声品质评价方法分析了噪声异常转子压缩机试验样机,并计算出A声级、响度、粗糙度和尖锐度作为声品质的客观评价指标,结果表明与正常压缩机相比,该噪声异常压缩机具有较差的声品质。声阵列技术能够精确定位复杂形状的目标声源,与传统采用声级计测试相比,能够获得更加丰富的声场信息。为了诊断出压缩机的异常噪声,通过声阵列技术在全频段对该异常压缩机进行了声源识别定位分析,找到了影响压缩机噪声的关键频率点及相应的噪声源,从而为压缩机噪声的改善提供了有力证据。     

压缩机吸气消声器气动噪声辐射特性研究

以某变频压缩机吸气消声器为研究对象,在不同压缩机转速下,研究消声器内流场气动噪声辐射特性。通过仿真分析消声器内部流场和声场,采用FW-H声学模型计算其声场参数,获得噪声源数据,计算气动噪声辐射特性,并与整机测试结果进行对比分析。结果表明,吸气消声器噪声源强度从入口至出口沿气流方向逐渐增大,主要噪声源位于出口附近;随转速增加,噪声源强度逐渐增大;出口和入口的声压级都随转速上升而增大,且声压级的最大值所在频段随转速上升逐渐向高频移动;相同转速下,出口处的声压级高于入口处;消声器气动噪声表现为一种宽频噪声,主要集中于400 Hz至6 000 Hz频段内,吸气消声器气动噪声对压缩机整机噪声影响较大。     

统计能量分析预测飞机壁板隔声量及舱室内声场分布

飞机舱室内噪声的预测对改进飞机性能具有重要意义，并为实际飞机设计和噪声控制措施提供理论依据。文章建立了飞机壁板隔声的统计能量分析模型，研究了外部声场激励和振动激励通过飞机壁板的隔声量，预测了飞机舱室内的声场分布。在此基础上运用面向对象及可视化技术，开发出相应的专用软件，该软件界面友好，用户可根据需要选定结构参数，材料性能，更改外部激励，并对预测结果进行可视化处理。运用该软件对舱内噪声进行预测，可以缩短飞机设计周期，减小对已有结构进行噪声控制的困难，提高经济效益。文中通过对某型飞机的舱室内噪声进行预测，验证了统计能量法预测飞机壁板隔声量的可靠性和该软件的实用性。     

矩形封闭长空间声场的高频计算方法

基于射线跟踪的思想，提出一种矩形封闭长空间声场预测的高频数值计算方法。该方法中只要具备声场空间的边界条件参数，即声场空间长、宽、高和吸声系数，就可以解析计算任何一根声线能量随时间的衰减变化，以及任何一根声线在任何时刻的到达坐标。如果逐一计算每根声线在特定位置的到达时间和声能量，并统计所有计算结果．就可以得到此处的时域脉冲响应，并由此计算声场声压级。该方法不必对声线进行跟踪，省去了建模、入射和反射等射线跟踪计算细节，运算量大为降低，因此计算速度很快。采用实验方法对该算法的性能进行了验证，对长空间中的声场进行测量，将测量结果与本文所提算法的计算结果进行对比，二者吻合很好，证实了该方法的有效性。