扬声器锥壳的全频段振动通解

为更好地理解扬声器数值计算结果,解析研究了扬声器锥壳轴对称振动在整个工作频段一致有效的通解,这些解以特殊函数的形式给出。在典型低频段,弯曲解仅表现为边界层效应;在典型转点频段,弯曲解存在于转点的外侧域;在典型高频段,弯曲解覆盖了整个扬声器锥壳。无矩解和弯曲解在转点频段是耦合的,该耦合特性表明在此频段不可能消除分割振动。     

固定接触角蒸发液滴内Marangoni对流数值模拟

考虑蒸发冷却效应、气相物质扩散、气液两相传热及界面变形,采用任意拉格朗日-欧拉法数值模拟研究了接触角θ、蒸发数Ec、Ma数对0.65cSt,硅油液滴固定接触角模型蒸发及Marangoni对流的影响。发现:液滴无量纲体积V~*变化与接触角θ、Ma数有关,而与Ec数无关;且V~(*2/3)随时间线性减少。当θ0.175 rad时,随着Ma数的升高,液滴内部依次出现热毛细涡流结构、单个BM涡流结构及多个BM涡流结构。当0.175 radθ0.479 rad时,存在热毛细涡流结构或多个BM涡流结构或两种同时存在,而无单个BM涡流结构。当θ0.479 rad时,仅存在热毛细涡流结构。当0.105 radθ0.401 rad时,每两种涡流结构的分界Ma数均随θ增大而减少。当θ0.401 rad时,热毛细涡流结构与多个BM涡流结构的分界Ma数随θ增大而增大。     

依据扬声器的力学性质拓展其低频响应的电路原理初探

本文阐述了在低频段闭箱上扬声器轴向远场声压频平坦时，分别作用于扬声器阻尼，质量和弹性三元件上的力，以及这三个力与频率的关系以及这三个力间的相位关系，根据这些关系，提出了一种处理声频信号电压的电路原理，该电路将声频信号电压处理为分别上述作用于三元件上的力相对应的三个信号电压，这三信号电压相加后，再馈于扬声器，可拓展其低频响应。     

考虑基底热传导的石墨烯薄膜热声理论

主要基于热声效应对石墨烯薄膜发声进行理论研究。首先建立了石墨烯薄膜耦合热振动模型,推导出了石墨烯薄膜发声器的声压表达式。在此基础上,进行了不同基底石墨烯薄膜发声器的声压测试,并将测试值与理论计算结果对比,二者随频率变化趋势基本吻合,测试值略低于理论值,验证了推导出的声压表达式的正确性。研究表明石墨烯薄膜发声器有很宽的频域响应,在低频段声压级随频率增大而增大,在高频段响应平稳,具有作为优秀的热致发声器的潜力。基底材料蓄热系数越小,石墨烯薄膜的声压值越大;声压级随薄膜热容量的增大而减小。研究结果对于石墨烯的发声机制探索及其在扬声器设计等方面的应用具有指导意义。      

产生交变强磁场的新技术

本文介绍了产生交变强磁场（≥15T)的两种实用的设计方案，及初步的实验结果。两者均利用涡流对磁通所产生的屏蔽效应，其基本原理仍属电磁感应和磁通守恒。一种为盘式线圈结构，另一种为螺旋形线圈结构。前者适用于低电压和大电流的场合，后者则更宜于高电压和小电流的情况，而且使用频率可以较高。两种线圈配合使用，则可在从20-1000Hz的较宽频段内工作。     

热声制冷机的一种非线性模型研究

为研究热声制冷机内部的非线性过程,发展了一种可考虑管道截面积变化的时域准一维非线性热声模型,其主控方程由可压流基本控制方程经截面平均的数学处理推导得出,数值求解采用具有频散保持特性的高精度计算格式。采用该模型分别针对活塞、扬声器和热声发动机这三种不同驱动源,将驱动源和热声制冷机进行整体求解,模拟了热声制冷板叠两端温度差在气体微团吸放热的循环过程中逐渐增大的整个过程,预测了谐振管内部驻波的非线性畸变。进而研究了平均工作压力、板叠材料、板叠位置以及扬声器形状等参数的选取对于热声制冷机制冷效果的影响。     

氧化铟锡薄膜的磁感应热声分析

基于优良导体在磁场下的涡流效应理论和固体的热声效应理论,建立了氧化铟锡(ITO)导电薄膜磁-热-声效应的理论模型,推导了导电薄膜热致发声的温度振荡和输出声压表达式。对有基底的ITO导电膜进行了磁场下的热声理论计算和实验测试,结果表明：薄膜的温度振荡值随频率呈上升趋势,与电-热-声模型相比趋势相反;薄膜声压的理论值与实验值在频域内的变化趋势基本吻合,验证了理论模型的正确性。进而,根据磁-热-声的理论模型,分析了线圈相关参数对薄膜声压级的影响,结果表明：薄膜声压级随着线圈匝数的增加而增大,随着薄膜与线圈中心距离的增加而减小,随着线圈半径的增加而减小。文中的研究结果拓展了导电薄膜在扬声器等领域的应用。     

主动热激励式红外热成像管道缺陷深度检测

针对管道内壁缺陷深度检测的问题,建立了一种基于电涡流主动热激励的红外热成像管道缺陷深度检测方法。阐述了红外热成像管道缺陷深度检测的机理,针对埋地管道检测对热激励的特殊要求,设计了参数可调控的电涡流热激励实验装置,按照管道内壁形状制作了检测试件,通过基于电涡流的主动热激励实验,分析了谐振频率、提离高度、输入电功率这3个重要参数对热激励效率的影响,并得出它们的优化值。在此基础上,对预先设计带有不同深度缺陷的检测试件进行主动热激励,并获取其红外热图像,通过分析热图像数据发现,缺陷与非缺陷区域间灰度均值的差值随缺陷深度的变化而变化,一在定条件下二者呈单值对应关系,且具有较好的线性度。利用这一规律,通过实验数据拟合建立了槽形缺陷和圆形缺陷的深度检测模型,实验测试显示所建立的模型具有一定的检测精度。研究结果表明:在优化的电涡流主动热激励条件下,可以通过红外热图像计算出缺陷深度,所提出的基于电涡流主动热激励的红外热成像管道缺陷深度检测方法具有可行性。     

热漏、内不可逆性和传热规律对卡诺热泵最优性能的影响

1引言有限时间热力学研究的基本模型为内可逆模型，而实际装置往往存在热漏、摩擦、涡流等不可逆损失。本文基于一种普遍传热规律qOC凸（T）n，建立了包括上述不可逆因素的不可逆模型，导出热泵供热率与供热系数的最佳特性关系。该关系包括不同传热规律和不同损失项的模型下的多种结果。2不可逆热泵模型考虑工作于两恒温热源问的定常态流热泵，其循环满足如下条件：（1）该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，这四个过程一般为不可逆。（2）传热是在有限温差下进行。设高、低温侧热源和工质工作温度分别为：TH、TL、THC、TLC，这…     

氦透平膨胀机电涡流制动数值模拟

氦透平膨胀机是氦制冷机或氦液化器的核心部件,其制动方式大致有:风机制动、油制动、电涡流制动等几种形式,相比其它制动方式,电涡流制动具有响应速度快、制动及时、结构简单、制动平稳、有利改善转子结构、易实现全自动控制等诸多优势。本文主要分析了电涡流制动的工作原理,研究了低温环境下电涡流制动的热物理性能。根据低温氦透平膨胀机电涡流制动结构,应用COMSOL Multiphysics建立几何模型,进行初始条件设置和网格划分,数值模拟研究了直流螺线管和电涡流制动的电磁场特性,分别得到其分布规律以及磁通密度变化规律;阐明了低温氦透平膨胀机电涡流形成及制动的机理。     

Comparison between voltage and current driving methods of a micro-speaker

Since its inception, most audio amplifiers control the loudspeaker in voltage. However previous studies highlighted the importance of the loudspeaker control in current. These studies have been done only with large size loudspeakers (bass or midrange loudspeakers) and this is certainly not transposable for the type of loudspeaker in interest i.e. micro-speaker. First of all, this paper describes a model of loudspeaker (voltage driven and also current driven) represented by a comprehensive set of data based on a minimal number of measurements. Simulation results based on these models are presented using single frequency signals such as multi-frequencies signals to compare the two driven methods. At this level of modelling, simulation results show that, contrary to the woofer applications, current driving of micro-speaker does not affect significantly in terms of harmonic distortions, intermodulation distortions and transient behavior.     

A comprehensive discrete-time computer modeling of acoustic Transmission Line loudspeakers

The Transmission Line loudspeaker is an audio loudspeaker enclosure topology devoted to extending the low frequency range near the loudspeaker frequency resonance. A few models based on physical properties of damped pipes have been proposed to characterize the Transmission Line loudspeaker systems. Unfortunately, Thiele/Small parameters, which are usually employed in enclosure designs, are not useful as parameters of design for these loudspeakers. In this paper, a comprehensive numerical formulation of a Transmission Line loudspeaker is presented, which is based in a finite difference approach of the governing equations, including the effects of the absorbing material allocated inside the pipe. The influence of the main empirical parameters is tested on the proposed model, which is also compared to a real prototype for validation purposes.     

Infrared thermography based defect detection in ferromagnetic specimens using a low frequency alternating magnetic field

A new active infrared thermography based technique is proposed for defect detection in ferromagnetic specimens using a low frequency alternating magnetic field induced heating. The test specimens (four mild steel specimens with artificial rectangular slots of 8.0, 5.0, 3.3 and 3.0 mm depths) are magnetized using a low frequency alternating magnetic field and by using an infrared camera, the surface temperature is remotely monitored in real time. An alternating magnetic field induces an eddy current in the specimen which increases the specimen temperature due to the Joule’s heating. The experimental results show a thermal contrast in the defective region that decays exponentially with the defect depth. The observed thermal contrast is attributed to the reduction in induction heating due to the leakage of magnetic flux caused by magnetic permeability gradient in the defective region. The proposed technique is suitable for rapid non-contact wide area inspection of ferromagnetic materials and offers several advantages over the conventional active thermography techniques like fast direct heating, no frequency optimization, no dependence on the surface absorption coefficient and penetration depth.     

直接辐射式扬声器系统的低频效率计算公式*

效率是扬声器系统的重要性能指标,然而常用的标称效率在低频范围并不适用。本文研究直接辐射式扬声器系统的低频效率,推导了基于TS参数的低频效率计算公式。针对封闭式扬声器系统和倒相式扬声器系统,开展实验验证,结果表明本文提出的计算公式得到的低频效率与实验测量得到的低频效率较为相符。进一步对比分析低频效率和标称效率,结果表明低频效率能够适用于低频,能准确地展示扬声器系统参数对效率的影响。利用本文提出的计算公式,有助于进一步优化提升扬声器系统的低频效率。     

Effect of the sheath resistivity and tape geometry on eddy current loss in Bi(2223) tapes

We have made a software electromagnetic simulation of eddy current effects in Bi(2223)Ag sheathed tapes with applied AC transport current in a broad frequency range. We have used simple models of monocore and multicore tapes. Calculated is the power distribution (W/m³) within the metal sheath using the geometry of real tapes. The numerical simulation is carried out with Finite-element-method software. The paper also describes the influence of the tape cross-sectional architecture and the sheath resistivity on the eddy current loss.     

Transient electromagnetic simulation and thermal analysis of the DC-biased AC quadrupole magnet for CSNS/RCS

Due to the large eddy currents at the ends of the quadrupole magnets for CSNS/RCS, the magnetic field properties and the heat generation are of great concern. In this paper, we take transient electromagnetic simulation and make use of the eddy current loss from the transient electromagnetic results to perform thermal analysis. Through analysis of the simulated results, the magnetic field dynamic properties of these magnets and a temperature rise are achieved. Finally, the accuracy of the thermal analysis is confirmed by a test of the prototype quadrupole magnet of the RCS.     

超导磁约束系统中超导磁体涡流损耗的研究

在超导磁约束系统中,超导磁体与射频场、磁场、声场、电场等复合场的兼容耦合是系统稳定运行的关键。探讨了在13.56 MHz频率下的Shoji型天线产生的高频电磁波对超导磁体的影响,高频电磁波会在超导磁体表面产生涡流损耗,进而产生功率损耗并生成热量,导致超导磁体失超。为避免失超现象的发生,在超导磁体室温孔内采用金属屏蔽层进行防护。利用COMSOL软件对整个电磁-射频非线性耦合场进行建模仿真分析,完成了屏蔽层结构的优化选择。基于计算结果,分析讨论了屏蔽层厚度和高度变化对超导磁体上涡流损耗功率的变化影响。通过对超导磁体涡流损耗功率随屏蔽层参数变化进行拟合,最终得到了优化后的屏蔽层参数。     

在单一和连续等离子体放电条件下KSTAR PF线圈的运行特性分析

我们使用分析程序SAITOKSCPF研究了KSTAR PF 超导线圈的运行特性.为了控制KSTAR超导托卡马克的运行等离子的外形以便实现受控热核聚变反应,在超导PF线圈内通过高变化率的运行电流.由于电磁感应,在超导线圈、支持结构和低温容器内产生感应电流和损耗.超临界氦流过CICC导体内部保持超导体运行在4.2K的温度.分析表明最大的温度在PF1线圈内部.在这篇论文中,我们对于单一和连续条件下等离子体放电对超导体运行的影响进行了研究.     

基于涡流脉冲相位热成像的金属材料裂纹检测

 涡流热成像可以对金属材料表面、近表面缺陷进行快速准确的检测。采用涡流热成像与脉冲相位分析相结合的方法,针对裂纹附近相位谱的分布规律及温度场对相位谱的影响关系问题,分别对带有上表面裂纹和下表面裂纹的45#钢料进行感应加热仿真和实验分析。结果表明,相位谱分布与温度大小无关,只与温度变化趋势有关,相位谱图对不均匀加热有很好的抑制作用,可以扩大裂纹的检测范围,当频率低于12.5 Hz时能够清晰地识别裂纹。结合实验验证了仿真结论的正确性,为下一步利用相位信息实现缺陷的定量检测提供参考。     

线圈炮电枢电磁-热耦合仿真分析

 从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,导出了3维多级感应线圈炮电磁场、温度场分布的基本方程,并以电磁场和温度场有限元分析为基础,建立了3维有限元分析模型,忽略级间的相互影响,多级线圈炮中电枢温升可以等效为多个单级电枢的温升,运用通用有限元分析软件ANSYS的耦合计算流程,对单级感应线圈炮中电枢电磁场和温度场进行仿真。计算中考虑了材料物理参数随温度变化对温度场的影响。仿真结果表明：电枢内的温升主要分布在电枢的外表面和尾部;电枢的温度随着电容器组电压和电容增加而升高,这是因为总能量增大,电枢中涡流也增大,从而电枢的温度升高;电枢的触发位置和速度匹配关系,也会对电枢温升造成很大的影响;电枢的温度随着级数的增加逐渐升高,说明电枢在一定级数后达到了材料的熔点而被破坏。