小阻尼界面房间声传输函数和声脉冲响应函数的有限元素法

有限元法可用于以声波动方程为基础通过数值计算求解室内声场,适用于分析界面阻抗非均匀分布和复杂形状房间内声场的低频特性。本文首先介绍了小阻尼界面条件下室内声场简正方式、声衰变系数、混响时间的ＦＥＭ计算方法。在此基础上导出了房间内两点之间声传输函数和声脉冲响应函数的ＦＥＭ计算模型,并以矩形房间为例详细讨论了有关细节。本文所讨论的计算模型可以映房间内不同的声源点,接收点位置上的声压频谱特性和脉冲响应的时     

室内声传播的计算机模拟

本文叙述一种用计算机来模拟室内声传播的方法,用此法可以在厅堂建成以前评价音质。数字模拟方法还可以研究室内声学中的许多基本问题,例如初始时间间隔的作用、一次反射声的重要性、回声的分布等。一个房间可以看作线性无源网络,房间内不同点之间的声波传播可以用电网络来模拟,以产生舞台上某点和听众两耳之间的脉冲响应。电网络的模拟类似于数字计算机上的抽样数据控制系统。其模拟的方法如图1所示。一个没有混响的声信号(在消声室内录     

考虑界面声散射的室内声脉冲响应计算机仿真新算法

本文提出一种考虑界面声散射的室内声脉冲响应的计算机仿真新算法，该算法通过应用动态堆栈和虚拟内存，解决了模拟了中计算可能失运控制的问题，作为例子，文中对二个矩形房间的声脉冲响应进行了仿真。     

一种精确计算换能器空间脉冲响应的快速方法

空间脉冲响应被认为是最有效的瞬态声场计算方法,针对空间脉冲响应直接计算时需要很高的采样频率,导致数据量大、计算效率差的问题,推导了空间点与其在换能器平面的投影点脉冲响应之间的关系,提出了一种计算脉冲响应的快速算法,探讨了计算采样频率和插值采样频率对计算精度和计算效率的影响,研究发现,采用1000 MHz采样频率能够保证精度要求,采用500 MHz作为插值时的采样频率是较优的选择。该方法与直接求解相比,可提高计算效率18倍。     

一种精确计算换能器空间脉冲响应的快速方法

空间脉冲响应被认为是最有效的瞬态声场计算方法,针对空间脉冲响应直接计算时需要很高的采样频率,导致数据量大、计算效率差的问题,推导了空间点与其在换能器平面的投影点脉冲响应之间的关系,提出了一种计算脉冲响应的快速算法,探讨了计算采样频率和插值采样频率对计算精度和计算效率的影响,研究发现,采用1000 MHz采样频率能够保证精度要求,采用500 MHz作为插值时的采样频率是较优的选择。该方法与直接求解相比,可提高计算效率18倍。      

房间脉冲响应模拟法及混响时间盲估计应用

在构建混响语声数据集时,由于缺乏真实长混响房间脉冲响应且模拟的房间脉冲响应与真实不符,因而导致数据驱动的混响时间盲估计模型性能下降。提出了一种基于条件生成对抗网络的房间脉冲响应模拟法,该方法利用真实的房间脉冲响应训练条件生成对抗网络,可以根据指定的混响时间模拟更加真实的房间脉冲响应。使用不同方法模拟的房间脉冲响应构建训练集用于训练盲估计模型,通过声学实验评估模型性能。实验结果表明,由该方法模拟的房间脉冲响应训练的估计模型在不同信噪比下均具有最小的均方根误差且在长混响情况下显著优于其他模型。     

室内滑冰场温湿度分布与产雾关系的研究

通过数值模拟和实验的方法,分析了室内滑冰场上部送风下部回风,回风口位于0.3m、0.8m、1.5m(即不同回风高度)时室内温湿度场分布的规律。研究得出,回风口处于0.3m时房间内各个点的温度比回风口处于0.8m时相同位置各个点的温度要高,回风口处于0.8m时房间内各个点的温度比回风口处于1.5m时相同位置各个点的温度要高。通过对照焓湿图得出,回风口设置在0.3m时,能消除室内滑冰场出现雾气的现象。     

利用近前向散射图样识别单粒子形状的理论研究

近前向光学散射图样可以用来表征颗粒物的形状.基于球形芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、类鼻疽伯克氏菌的回转长椭球模型, 采用离散偶极子近似方法, 通过模拟3个不同方位探测器接收的散射光强响应信号, 讨论了非球形生物气溶胶颗粒的形状对前向角分辨光强的影响.结合球形指数反演算法, 在一定取向条件下, 前向5°–20° 内角分辨散射光强具有识别长形颗粒物和非长形颗粒物的能力.该研究可以为颗粒物形态测量仪器设计以及快速检测有害生物气溶胶提供依据.     

数值模拟两相汽蚀流动的新模型和算法

提出了数值模拟两相汽蚀流动现象的新汽蚀模型和算法.提出的汽蚀模型和算法耦合了考虑紊流粘性效应的Reynolds-Averaged Navier-Stokes方程求解方法,可以自动模拟空泡起始点、空泡长度和汽蚀空泡形状.在流场计算和界面修正的迭代计算过程中,跟踪并得到液相/气相界面.数值模拟了圆锥形圆柱体和半球形圆柱体在不同汽蚀系数下的汽蚀流动现象,得到了与实验值完全吻合的数值模拟结果,并且与已发表的数值研究结果进行了比较.计算结果表明提出的汽蚀模型和算法能够有效地模拟汽蚀流动中的气泡界面和气泡长度,汽蚀模型和算法的正确性和实用性得到了相应的验证.     

模拟封闭声场脉冲响应的圆锥束跟踪法

本文简要介绍了声场脉冲响应计算机模拟技术的基本状况,给出了一种将虚源法和声线法相结合的模拟方法－圆锥束跟踪法的原理和算法,并将其对一个实例的计算结果与虚源法进行了比较,最后对其实现过程中需要注意的问题进行了讨论。     

室内声学时域有限差分模拟中的边界条件

给出了时域有限差分法用于室内声学问题模拟中的边界条件,结合声波方程的基本差分格式,模拟并分析了高斯脉冲在4m×4m房间中的波动过程和脉冲响应;模拟了一9m×6m×4m房间的简正频率,并与经典理论计算值进行了对比;模拟了一12m×5m×4m水平地面房间中的坐席吸声低谷效应,并与Joe LoVtri的模拟结果进行了对比;模拟并实际测量了一10.6m×5.8m×3.4m房间在几个受声点的脉冲响应和早期衰变时间EDT,将模拟结果与实际测量结果进行了对比分析,计算程序是用Metlab语言编写的。模拟与经典理论、相关研究、实际测量几方面的对比分析,验证了本边界条件的可靠性。     

洗牌型图样间联想光学神经网络模型

本文将洗牌型神经网络结构和图样间联想神经网络算法相结合,提出了一种洗牌型图样间联想神经网络(PS-IPA)模型。该模型具有极其简单、稀疏的互连权矩阵,十分适于大规模神经网络的光学实现。计算机模拟结果表明洗牌型图样间联想神经网络的稳定性和抑制噪音的能力均优于图样间联想网络IPA.本文还给出了洗牌互连的一般性原则,使网络结构得到优化,增强了洗牌型神经网络的灵活性和适应性。并采用3-洗牌和2-洗牌结合的PS-IPA对汽车牌照的字符进行识别,得到了较好的结果。     

任意形状金属腔体内电磁脉冲的三维计算

提出了模拟任意形状腔体中的内电磁脉冲的三维直角坐标系时域有限差分(FDTD)算法。该算法采用FDTD共形网格技术模拟任意形状腔体的边界,可以解决腔体内非对称的边界问题。推导了射线斜入射的差分方程,进行了三维数值计算,并采用直角坐标系FDTD算法和柱坐标系FDTD算法计算了射线斜入射圆柱腔体产生的内电磁脉冲,二者吻合很好,验证了直角坐标系FDTD算法正确性。     

图样间联想光学神经网络模型存贮分析及两层异联想识别模型的构造

本文详细讨论了图样间联想网络的最大存贮容量,给出了实现图样间异联想的两个充分条件.在此基础上,利用改进的图样间异联想算法构造了两层异联想模型(THA)用于图样识别,网络判辨率与恢复率较图样间自联想识别均有很大提高;且其互连权矩阵更加简单稀疏并可平面化,光学实现更为简便.     

基于维纳滤波反卷积的光声成像

为了提高光声成像(PAT)的对比度和分辨率,需对组织样品的光声(PA)信号进行基于探头脉冲响应的滤波反卷积以恢复其频谱特性.对宽带光声信号而言,由于带通滤波的截止频率由人为确定,噪声不能得到有效抑制,很难获得稳定的反卷积结果.针对此问题,提出了基于维纳滤波反卷积的光声成像方法,利用点光声源获得超声探头的脉冲响应.利用维纳滤波抑制反卷积过程中噪声的影响,滤波器参数由离散小波变换(DWT)动态估计,样品光声图像由时域后向投影算法重建.数值模拟与成像实验均表明该方法有效地抑制了噪声对反卷积的影响,提高了光声成像的对比度和分辨率.     

基于衍射追迹的集成成像重构算法

衍射受限集成成像光线追迹算法所重构的深度平面是物体深度的重聚焦图像,重构图像像质模糊,不利于物体的三维重构。针对这些问题,提出了一种基于衍射追迹的深度平面重构算法,由菲涅耳衍射公式计算物空间点源传播至成像系统各平面的光场分布,最终求得每个采样点在传感器上的光强脉冲响应,通过反解与光强脉冲响应相关的线性方程组,实现物体深度平面的图像重构。仿真结果表明,采用该方法实现的重构图像是物体的深度平面切片,而且图像像质接近于原始图像,有利于物体的三维重建。     

单色点光源双光束干涉可见度的理论模拟

推导出了单色点光源双光束干涉可见度的一般表达式, 并对单色点光源干涉图样的可见度进行了理 论模拟, 模拟结果有助于学生对单色光源干涉图样清晰度的理解和掌握     

考虑在能见度受限下行人跟随行为特性的建模与模拟

研究了行人在能见度受限情况下的疏散行为,考虑行人对环境的熟悉程度,将行人分为熟悉环境人群和不熟悉环境人群.对于房间内熟悉环境的行人,改进势函数元胞自动机模型来模拟其疏散行为.对于不熟悉环境人群,分析其在视野范围内的跟随行为,并制定了不同跟随行为策略,来研究其跟随行为特性.仿真模拟了房间内熟悉环境人群的人数占比、房间内的视野半径大小以及行人密度等参数,研究其对行人疏散的影响,比较不熟悉环境人群采取的跟随策略的优劣.发现疏散时间的大小与房间内视野半径的大小和房间内熟悉环境者密度的大小有关.其次,跟随策略的有效性与视野半径的大小和熟悉环境者密度有关.而且在单一策略环境下,有着同样的规律.这些发现能对大型公共场所如超市、体育馆的应急疏散情况提供一些启示,有助于在视野受限情况下制定一些有效的指导策略.     

基于Mathematica的牛顿环干涉图样可视化交互研究

基于Mathematica软件仿真模拟了入射光波长、透镜曲率半径及透镜与平面玻璃板间距等参数不同情况下的牛顿环干涉图样。利用动态交互功能,探究了牛顿环干涉现象及其变化规律,并研究了动态干涉图样在未安装Mathematica情况下的运行方法。其研究结果更加便于干涉图样的展现与实际教学的可视化,加深对牛顿环干涉的理解。     

无边带信息的多输入多输出正交频分复用水声通信图样选择峰均比抑制算法

针对多输入多输出正交频分复用 图样选择 峰均比(peak-to-average-power-ratio PAPR)抑制算法需要传递边带信息的缺点, 提出了一种无边带信息传输的图样选择峰均比抑制算法. 该算法利用不同分布图样的梳状导频携带加扰相位序列选择信息, 结合浅海水声信道的稀疏特性在接收端对加扰图样进行自主区分, 实现了无边带信息的图样选择峰均比抑制.仿真和水池实验结果证实: 无边带信息传输的图样选择峰均比抑制算法可以在不损失PAPR抑制性能的前提下, 准确解算出传输相位序列选择信息、对抗突发噪声、实现无边带信息传输的可靠水声通信. 关键词： 水声通信 正交频分复用 峰均功率比 边带信息