二次余数扩散结构复合穿孔板扩散吸声研究

声学结构研究一直以来都是学术领域的研究热点。扩散吸声结构(Diffsorber)由于兼具扩散和吸声性能而具有很好的研究意义。本研究将具有良好扩散性能的二次余数扩散(Quedratic:residue diffusers,QRD)结构和具有良好共振吸声性能的穿孔板结构进行组合,依据标准AES-4id-2001对二次余数扩散结构及其与厚度为1 mm,穿孔率分别为3%,5%,8%的穿孔板复合后结构的扩散性能进行了实验研究,得到了相应的反射声能极坐标图和扩散系数。结果表明,复合结构在100 Hz至800 Hz的频率范围内仍具有良好的扩散性能;复合结构反射声能在穿孔板共振频率范围内有明显的下降(平均超过2 dB)。本研究可为扩散吸声结构的设计与研制提供依据。      

利用含多孔介质微穿孔周期结构增强声吸收

为获得理想吸声性能,提出了一种由多孔材料,微穿孔板及空气层构成的周期复合结构,并利用微穿孔板理论和等效流体多孔材料模型,结合等效电路法进行了分析。结果表明,复合结构显著增强了微穿孔板结构的中低频吸声性能,但其高频性能较单独多孔材料差;采用合适填充比例并联布置多种多孔材料,可适当调节复合结构的吸声性能。此外,周期复合结构的堆叠层数N≥1时,相对单层复合结构,中低频吸声带宽提升至少40%(≥380 Hz);相对多层微穿孔板结构,增大N对相应中低频吸声带宽提升不低于30%(≥300 Hz)。总体上,文中周期复合结构可显著增强传统微穿孔结构的中低频性能,是一种简单高效的中低频宽频降噪方案。      

微穿孔板复合板型声学超材料的低频吸声

针对单层微穿孔板的低频吸声问题提出了微穿孔板复合板型声学超材料结构。将板型声学超材料置入微穿孔板结构的背腔内部实现结构复合。实验结果表明:在相同背腔厚度下,复合结构的吸声性能整体优于单层微穿孔板结构,其中复合结构的吸声曲线从396~892 Hz均大于0.6,在453 Hz处吸声系数达到0.972。利用有限元方法对复合结构进行了仿真,仿真计算的吸声曲线与实验吸声曲线的趋势基本相同,同时发现低频吸声主要由板型声学超材料与声波相互作用贡献。板型声学超材料的吸声峰值的对应频率处,其等效动态质量密度从正变负。在复合结构内部的微穿孔板和板型声学超材料存在相互耦合作用,使得复合结构的第一峰值发生微小偏移。增加板型声学超材料的质量块重量可以使第一吸声峰值向低频移动;保持总背腔厚度不变,增加板型声学超材料的子腔厚度,也可以使第一吸声峰向低频移动。      

水下弹性微穿孔吸声结构吸声系数研究

利用模态叠加法建立了水介质微穿孔板的数学模型,基于声电类比法得到其等效电路模型。研究了弹性微穿孔板和弹性背腔对垂直入射吸声系数的影响。与空气介质中的微穿孔板不同,水下微穿孔板因结构阻抗不足,难以取得满意的吸声效果,为此提出了增强型微穿孔吸声结构,并在水介质阻抗管内对理论结果予以验证。结果表明,随着增强型弹性微穿孔板弯曲刚度的增大,其在[20,2000]Hz范围内的平均吸声系数得到提高,逐步趋近于刚性微穿孔板的结果,弹性背板使微穿孔吸声结构的吸声峰向低频移动,低频吸声效果得到提高。      

水下微穿孔吸声体结构设计与试验研究

根据马大猷院士的微穿孔板(MPP)理论,提出在可设计的夹芯复合隐身结构的空腔中附加微穿孔板层的水下微穿孔吸声体。基于微穿孔板的精确计算理论及水下声隐身结构的特点,考虑空腔深度、穿孔板厚度、穿孔直径及穿孔率等对微穿孔板吸声性能的影响,对水下微穿孔吸声体进行了结构设计。利用脉冲声管法对水下微穿孔吸声体试样的吸声系数进行了测量,结果表明:水下微穿孔吸声体有效地拓宽了低频吸声频带,其微穿孔板结构参数的影响规律也与理论分析一致;对于多种吸声机理并存的水下微穿孔吸声体的空腔个数、形状及谐振特性等也是影响吸声性能的重要因素,在实际的工程应用中必须结合所关心的频带对水下微穿孔吸声体进行匹配优化设计。      

内置谐振器的轻薄宽频吸声器结构设计与分析*

微穿孔板吸声器的吸声频带相较于亥姆霍兹谐振器更宽,但其低频吸声的实现需要较大的空气背腔,这对结构尺寸有限制的场合存在一定局限性。本文设计了一种轻薄吸声降噪结构(内置亥姆霍兹谐振器的微穿孔板吸声器,简称MPPHR),将微穿孔板吸声器与亥姆霍兹谐振器进行了结合,提升吸声器的低频吸声性能的同时兼具了微穿孔板宽带吸声的优点。首先基于微穿孔板和亥姆霍兹谐振器理论建立了等效电路模型并计算了结构的声阻抗。然后通过有限元对MPPHR的吸声特性进行了参数研究。最后验证了MPPHR的声阻抗模型和有限元仿真的准确性。研究结果表明：MPPHR结构拥有更宽吸声频带,厚度仅为30mm的MPPHR的半吸收频带可达1294Hz,相较于同等厚度下的微穿孔板吸声器宽近500Hz。此外,MPPHR拥有更好的低频吸声效率。     

机械阻抗与声阻抗结合提高微穿孔板低频吸声性能

提出了在微穿孔板后部引入机械阻抗形成组合结构来解决微穿孔板低频吸声性能差的问题。由机械阻抗板两侧质点速度相同得出机械阻抗单元的传递矩阵,采用传递矩阵法将其与空腔、微穿孔板单元串接,建立组合结构理论计算模型;通过分析品质因子获得带宽与机械阻抗板质量成反比;试验得出组合结构在400 Hz附近有系数为0.8以上的吸声峰值,试验结果与理论计算吻合。在传统微穿孔板共振吸声机制的基础上加入机械共振,能够实现在不增加结构厚度的前提下提高低频吸声性能;降低机械阻抗板质量并且适当控制边界阻尼系数可以实现吸声频带的拓宽。      

微穿孔板吸声结构在阶梯教室中的声反射和声吸收性能分析

依据马大猷教授的微穿孔板基本理论,在对微穿孔板吸声结构完成吸声理论计算结果的基础上,进行参数选择并设计了微穿孔吸声反射板结构,用于新建的阶梯教室中。分析了这种微穿孔吸声反射板结构在阶梯教室中的声反射和声吸收的性能。经现场测试与主观评价,表明了此方法对阶梯教室控制音质效果的有效性和可行性。     

微穿孔吸声体随机入射吸声性能

依据“扩散场内微穿孔板吸声特性的实验研究”一文初步实验结果,对微穿孔板吸声体在扩散场内吸声特性进行了进一步探讨。在穿孔板常数K值较大时,（K＞2）,发现扩散场吸声特性与垂直入射情况相似但移到较高频率范围,除主要吸声频带外,在较高频率由于余切函数的多支性,还有次吸声频带但影响较小．k值较小（K≤2）时,扩散声场吸声特性在高频段的次吸声频带越来越重要,逐渐成为吸声的重要因素,使微穿孔板吸声结构在三或四倍频程以上具有高吸声系数,增加了它的实用价值。文中对扩散场内微穿孔扳吸声性质的变化作了具体计算并作了解释．     

基于微孔板与折曲通道的亚波长宽带吸声结构设计

本文设计了一种由微穿孔板与折曲通道组成的亚波长宽带复合吸声结构,对该复合吸声器低频宽带吸声机理进行了详细分析,建立了该复合吸声结构的理论吸声解析模型与有限元数值分析模型,完成了吸声理论解和数值解的相互验证.该吸声结构在整体厚度为60 mm时,理论上实现了在200—500 Hz频段内平均吸声系数达0.8的低频高效吸声.同时在整体厚度为90 mm时,理论上实现了180—350 Hz频段内多处峰值达0.95的准完美吸声.该复合吸声结构在低频噪声控制工程中具有一定的应用前景.     

Li_2NH晶体结构建模和电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论的赝势-平面波方法,采用三种模型分别研究Li,N原子对N—H键方位的影响以及N—H键间的相互影响,得到了Li2NH的晶体结构和H原子的占位位置.计算结果表明:Li2NH晶体为层状结构,空间群为P42,晶胞中4个N—H键分为两层,层内N—H键为反平行排列,层间N—H键为垂直排列.态密度和电子局域函数(ELF)分析表明,N—H键呈明显的共价键特性,Li和N—H键呈明显的离子键相互作用.可逆储氢反应Li2NH+H2/LiNH2+LiH在温度0K时的反应焓为69.6kJ/molH2,与实验结果66kJ/molH2符合得较好.     

HL-2M 装置支撑结构工程设计

HL-2M 装置的支撑结构系统,该系统由装置基础及重力支撑结构、极向场线圈及真空室支撑结构 和环向场线圈防倾覆支撑结构等三部分组成。本文介绍了 HL-2M 装置支撑结构工程设计情况。      

HL-2M 主机抗扭转支撑结构计算分析

根据通电的环向场(TF)线圈在磁场作用下将产生侧向力和径向力,提出了抗扭转支撑结构方案。该方案能够降低这两种力对 TF 线圈的影响,并且保证线圈连接面的紧密接触和绝缘层不会发生相对错动。对抗扭转支撑结构进行计算分析,确定该结构的受力方式以及传力路径。结果表明,在实验运行以及极端工况下结构的应力、位移能够到达设计要求,通过疲劳计算得出抗扭转支撑结构能满足 20 年以上的实验运行,能够保证 HL-2M装置安全、平稳和可靠的运行。      

α-萘乙酰芳胺的13C NMR谱的研究

研究了最近合成的5种α-萘乙酰芳胺新化合物. 通过测定5种新化合物的¹³C NMR和DEPT谱等，对其结构进行了确定，并对其全部谱峰做出归属；同时，讨论了化学位移与分子结构间的一些关系.     

氦氢离子协同注入对锆膜形貌及物相结构的影响

 采用磁控溅射法制备了Zr-Mo膜，随后在低能静电加速器上分别采用剂量为2.80×10¹⁷~1.12 ×10¹⁸ions·cm^-2的He⁺、H⁺离子辐照Zr-Mo膜，利用光学透镜、扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射研究He⁺、H⁺离子协同注入效应对Zr-Mo膜微观结构的影响。实验结果表明：原始Zr-Mo膜表层晶粒清晰可见，尺寸约为200nm；辐照效应可导致Zr-Mo膜表层产生微观损伤区域，在注He⁺基础上注H⁺导致Zr-Mo膜出现更为严重的损伤现象；离子注入的表面溅射效应可使膜面晶粒边界逐渐刻蚀退让，导致膜面更加光滑、细致；He⁺、H⁺ 离子协同注入可使Zr-Mo膜晶格发生畸变，注入期间未使Zr-Mo膜发生吸H相变生成氢化物。     

Structural and Optical Properties of Point Defects in α-SiO2 Cluster

First-principles methods based on the density functional theory (DFT) are used in order to calculate the structural and optical properties of α-SiO₂ cluster with the non-bridging oxygen hole centers (NBOHC) and NBOHC-E' defects. We clarify the stable structure of the NBOHC-E' point defects for the first time using the functional B3LYP, which is also tested to investigate the influence of electronic properties. The calculation is carried out for cluster configurations extracted from supercell. The results of optical absorption peak for Si₂O₇H₆ and Si₅O₁₆H₁₂ with NBOHC-E' defects are found at 2.66 eV, which is higher than the often observed OA peak at 2.0 eV for the NBOHC defect in α-SiO₂. The overall absorption spectra are in qualitative agreement with the experiment.     

Effects of Ni doping on the structural properties and collapse of magnetic ordering in NdFe_(1-x)Ni_xO_3(0.1 ≤x≤ 0.7) orthoferrites

Nd Fe_(1-x)Ni_xO_3(0.1 ≤ x ≤ 0.7) orthoferrites are synthesized by solid state reaction method, and the structural properties of these materials are investigated by employing x-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and M o¨ssbauer spectroscopy. The orthorhombic structure is observed in all systems; however, with the increase in Ni doping,the increase in tolerance factor and the decrease in the cell volume are observed. Orthorhombic distortion decreases with Ni content increasing up to 50%, while above 50% Ni doping it increases. SEM examination indicates the increases in grain size and intermixing of grains with increase in Ni concentration. Comparison between bulk and theoretical densities shows that in each of all samples porosity is less than 2%. M?ssbauer spectroscopic investigations are performed to explain local structure, Fe oxidation states and collapse of the magnetic ordering. In these samples the Fe oxidation state remains+3 and there is no considerable increase in hole states observed; however due to mismatch of the ionic radii between Fe~(3+) and Ni~(3+), octahedral distortions, sagging and distribution of hyperfine parameters increase with increase in Ni concentration. The major factors behind the collapse of magnetic ordering in the Ni-doped systems are the weakening of the super-exchange interactions, decrease in the Neel temperature, increase in spin–spin relaxation frequency and high spin to low spin transition.     

Electronic structure & yield strength prediction for dislocation-Mo complex in the γ phase of nickel-based superalloys

Molybenum's effects when added in the γ phase of nickel-based superalloys were studied using the lattice Green's function multiscale method. The electronic structure of the dislocation-Mo complex was analyzed and hybridization was found to contribute to the strengthening. Moreover, by combining the interaction energies calculated from two scales, the yield stress was theoretically predicted at 0 K and finite temperature.     

Covariant Prolongation Structure of Konno-Asai-Kakuhata Equation

Based upon the covariant prolongation structures theory, we construct the sl(2,R)×R(ρ) prolongation structure for Konno-Asai-Kakuhata equation. By taking two and one-dimensional prolongation spaces, we obtain the inverse scattering equations given by Konno et al. and the corresponding Riccati equation. The Bäcklund transformations are also presented.     

单向声传播结构研究

受到电子二极管整流效应的启发,对单向声传播结构展开了一系列的理论与实验研究：将超晶格结构与非线性声学材料组合构成了可实现声整流效应的声二极管结构;通过将反对称弹性结构引入到复合结构板来产生Lamb波的不对称模式转化,设计了可实现Lamb波单向传播的线性声学结构;基于声子晶体的部分禁带特性,在有限尺度声学系统中设计并实现了单向声学波导结构;设计并实现了由纯板与声栅构成的声单向传播结构,具有小尺寸与高效率的特点,且声波出射角度可调;基于声学梯度材料设计了可在极宽频带内实现不对称声传播的声学结构。