环形稀疏声源阵列声涡旋的优化与操控

提出和优化了环形稀疏声源阵列涡旋声场的形成方法,进行了涡旋声压,相位和振动速度的理论推导和特性分析。通过改变声源数、声源频率和观测距离等参数,对声涡旋场的模拟结果证明,声涡旋半径主要由信号波长决定,声源频率越高,声涡旋半径越小,能量越集中;涡旋声压随着声源数的增加而线性提高,随着传播距离的增加而减小;声涡旋环形相位分布的线性度随着声源数、声源波长和传播距离的增加而提高。建立了3/4/6/8声源实验系统,径向声压和相位分布以及环形相位分布的测量结果和模拟结果具有较好的一致性,同时悬吊泡沫盘的旋转证明了声涡旋角动量的传输。本研究中声涡旋场的特性分析和参数优化为粒子操控及其在生物医学中的应用提供了依据。     

声屏障制作、安装的施工监理质量控制

吸声屏障是城市高架轨道交通控制噪声污染的有效措施。结合上海轨道交通6号线高架桥声屏障工程实践,介绍了声屏障制作、安装质量关键点的监理与控制。     

不同形式声屏障对高架道路噪声的敏感性分析

利用德国噪声软件SoundPLAN建立了城市高架模型,阐述了声屏障隔声原理,研究了单侧、双侧、全封闭声屏障对城市道路高架桥的减噪效果,得出了一些有意义的结论。     

共轴双涡旋声束形成离轴多涡旋的定位

涡旋声束具有螺旋的相位波前,中轴线上形成声强为零的相位奇点,其所携带的轨道角动量在粒子操控领域有着广阔的应用前景。传统声涡旋只在传播轴线上形成一个拓扑荷可控的涡旋波束,这限制了声涡旋的应用灵活性。基于环形点声源阵列和相位编码技术,利用奇偶声源分别产生共轴双涡旋声束的声场叠加,在传播截面上形成了具有中心涡旋和子涡旋的离轴多涡旋声场;研究了双涡旋拓扑参数对离轴涡旋的个数、位置及拓扑荷的影响,基于声涡旋的径向声压和相位分布,确定了离轴涡旋的离轴半径,并结合声源位置推导子涡旋中心方位角的计算公式,实现离轴涡旋的精确定位。本研究突破了沿轴分布的涡旋声场只能形成单点涡旋势阱的操控局限,为利用离轴多涡旋实现多点粒子捕获提供了理论依据,促进涡旋声场在精确粒子操控和传输方面的高效应用。     

浅海中利用单水听器的声源被动测距

针对浅海声波导中远距离脉冲声源被动测距问题,提出了一种利用单水听器接收信号自相关函数进行warping变换的声源被动测距方法。理想水下声波导中,接收信号warping变换输出的傅里叶变换频谱中具有不变性频率特征,即与声源距离无关的各简正波截止频率;信号自相关函数中不同简正波相干成分也存在不变性频率特征;推导了未知声源距离时特征频率提取值与不变性频率特征之间的近似关系式。这些规律可推广到实际浅海声波导,并用于声源被动测距。利用声场计算模型来提供具有不变性频率特征的频谱,对2011年12月北黄海海域水声实验中单水听器接收的脉冲声数据进行了处理,验证了方法的有效性,测距结果和实际距离符合良好,平均测距误差在10%以内。     

城市轨道交通全封闭声屏障近地面降噪性能分析

为研究城市轨道交通全封闭声屏障近地面降噪性能,在全封闭声屏障降噪原理的基础上,以宁波轨道交通1号线高架桥为研究对象,对无全封闭声屏障高架断面及有全封闭声屏障高架断面进行了对比测试及数据分析,对全封闭声屏障的综合降噪效果及分频段降噪效果进行了分析,并得到了全封闭声屏障降噪的特征频率段。研究结果表明,全封闭声屏障具有优良的近地面降噪性能,距轨道中心线水平距离7.5 m,22 m及55 m处近地面测点的等效连续A声级插入损失都在7 d B以上,最高达13 d B;1/3倍频程线性计权频谱图表明,全封闭声屏障近地面降噪的特征频率段为50~80 Hz,315~1 000 Hz以及2 500~3 150 Hz,其中,315~1 000 Hz频率范围内的降噪百分比最大。     

海洋声场中分布式无源定位系统的节点配置方法

为了提高海洋声场中分布式无源定位系统的定位精度,提出一种基于自适应遗传算法的节点配置方法。首先,基于到达时间TOA (Time of Arrival)定位算法推导出均匀物理场与海洋声场中定位误差的CRLB (Cramer Rao Lower Bound)。之后,利用BELLHOP模型对海洋声场进行建模,获得任意位置处目标声源与节点接收信号相关的传递函数并对等效声速进行计算.以目标声源在观测区域内服从均匀分布为例,将定位误差的平均CRLB最小为优化准则,采用自适应遗传算法对节点进行优化配置。结果表明,该方法能够有效降低海洋声场中分布式无源定位系统的定位误差,并给出定位误差随节点个数增加呈非线性递减的变化趋势,可为工程应用提供理论指导。     

非自由声场中目标声场还原与重建的等效源方法

为消除在非自由声场中重建声场时干扰声源对重建效果的影响,提出一种采用单个测量面上的声压和质点振速作为输入、等效源法作为分离和重建算法的非自由声场中目标声场还原与重建方法。该方法首先利用单面声压-质点振速测量和基于等效源法的声场分离技术将测量的混合声场分离为来自目标声源的向外传播的声场和来自干扰声源的向内传播的声场,然后利用向内传播的声场和目标声源的边界条件计算出干扰声在目标声源表面产生的散射声场,并将其从向外传播的声场中去除,还原出目标声源在自由声场条件下的辐射声场,最后利用还原的声场实现目标声场重建。通过数值仿真和实验检验了该方法的有效性和必要性。仿真和实验的结果表明,该方法可以在非自由声场的测量条件下,有效地去除干扰声的影响,实现目标声场的准确重建。     

单全息面的直接声场分离方法

为了简化分离全息面两侧相干声源的过程,提出仅依据单全息面上的数据直接进行声场分离的方法。该方法通过将等效源配置在球面上,并根据等效源法近场声全息的重构原理,建立全息面上有误差的测量值和计算值之间的数据关系,理论推导出单面声场分离方法。仿真分析干扰声源为脉动球源和受迫振动的简支薄钢板的分离结果,并对双扬声器的声场分离进行了实验验证。结果表明:该方法对两种干扰源都具有较好的分离精度,且有较高的可容忍误差。     

空气中声源激发水下声场的水平纵向相关性

声场的空间相关特性是声场的重要特征,对水下探测、水声通讯等各种设备在实际海洋环境中应用的参数选择具有重要意义,是水声工程技术研究的重要基础之一。相比于水中声源激发声场的相关特性研究,空气中声源的相关研究很少。本文推导了空气中声源激发水下声场的水平纵向相关的简正波表达式,并通过数值仿真分析,比较了声源分别位于空气中和水中时水下声场的水平纵向相关特性。对南海海域进行的一次悬挂汽笛空气声源、海底水平阵接收信号海上实验获得的数据进行分析,结果表明:空气中声源位于不同距离时,其发射的声信号激发水下声场的水平纵向相关均存在明显的起伏结构,基于本文提出的空气中声源激发水下声场的水平纵向相关系数的简正波表达式能够较好地解释该现象.     

家庭影院的声学装修

家庭影院要达到电影院的听音效果,不仅要注重音响系统的功能,对于听音环境的声学装修对于实现家庭影院的听音效果至关重要。在此,笔者对家庭影院的声学装饰的相关方面的问题提出讨论,对家庭影院的声学环境、声学材料及结构合理布局、家庭影院的背景噪声控制及空气调节系统的噪声控制方面提出讨论。     

小型录音室声学设计

主要介绍了小型录音室的音质要求及声学设计方法,根据小空间中声场特点着重对混响时间的频率特性及声扩散等声学要求进行了设计,为满足录音对信噪比的要求,设计中采用了综合降噪措施,降低室内背景噪声,通过验收测试数据及使用人员评价,说明各项声学指标满足声学要求及使用要求。     

降低锅炉房噪声的措施

介绍了噪声的隔声机理,噪声叠加、点声源随传播距离增加产生的声压级衰减值、面声源随传播距离增加产生的声压级衰减值的计算方法。探讨了降低城市集中供热锅炉房噪声的措施,认为封闭隔声措施效果较明显。     

谈娱乐空间（KTV）声学设计分析与发展

阐述了KTV的起源与发展,并从房间的混响、声音的扩散、房间的隔音、包间的家具和装饰等多个方面对KTV室内声学设计的方法进行了探讨以提高KTV室内声学设计水平,从而创造好的声场环境,使好的音响设备发出,美妙动人的音乐。     

基于有限元的室内声衰减研究

混响室内声场的分布和衰减是室内声学中一个非常重要的部分,而且混响室内声场分布和衰减目前还存在诸多的问题有待解决。比如,在复杂边界条件下室内声衰减的求解问题。本文采用有限元方法对室内声场进行了分析,联合使用有限元(Ansys和Sysnoise)和科学计算(Matlab)软件,分析室内声场衰减,并和解析法求解进行了验证比较。另外本文还给出了一个用有限元法对复杂边界条件下的室内声衰减进行求解的例子。     

人民大会堂音质改造三维计算机仿真

本文论述了室内声场三维计算机仿真技术 ,并对有代表性的仿真软件 ODEON的功能、结构和特点做了简单介绍。应用 ODEON为人民大会堂的音质改造工程进行了三维计算机仿真 ,根据仿真结果 ,对其音质改造提出若干建议     

某甲级写字楼VAV空调机房噪声治理的体会

甲级写字楼对噪声标准要求较高,采用变风量(VAV)空调系统必须对噪声源及消声、隔声措施重点关注;噪声治理是系统工程,需要隔声、吸音、消声措施同时实施。噪声治理成本极高,且由于各种条件限制,后期治理未必能达到理想效果。     

冷却塔的噪声控制研究

根据某高档住宅小区冷却塔辐射噪声的测量数据,应用有限元分析方法分析了冷却塔的声场分布云图,分析了冷却塔的主要噪声来源和频带特性。分别从吸声、消声和隔声三个方面制订噪声控制的方案,所有降噪设施不但考虑防尘、防潮,而且满足设备相应的风量和温度要求,噪声控制取得了良好的效果。     

中国古代声学在建筑中的应用

对建筑声学进行了介绍,对中国古代音质设计和中国古代的隔声进行了探讨,以提高人们对古代声学的认识和研究,从而促进现代建筑声学的发展,使声学技术更好地为建筑服务。     

广州白云国际会议中心世纪大会堂声学设计综述

对广州白云国际会议中心D幢2600座世纪大会堂的建筑声学设计做了相关的综述,着重介绍了大会堂观众厅的形体调整、室内声学设计、建筑机电设备的噪声与振动控制等内容。室内声学设计过程中,利用室内声学计算机模拟分析这一辅助设计工具,对大会堂观众厅的声场特性及其对应各项音质的物理参量进行了模拟分析计算,对声学初步设计所提出的音质设计方案进行了论证,为厅内的室内声学设计提供了优化和调整的依据。文中对完工后的声学测试结果和使用后的主观音质效果也进行了阐述。