暗声学超材料型充液管道的低频消声特性

充液管道低频声的有效吸收和消减一直是一个颇具挑战性的难题.受声学超材料理论启发,本文设计了一种沿管道轴向方向等距布置小体积声学短管的充液周期管道系统.该管道系统可以诱发声波传播超宽低频带隙的产生,使得声波在带隙频率范围内传播将被显著衰减,乃至无法透射,近乎被完全吸收,称为暗声学超材料型充液管道.进一步,揭示了暗声学超材料型充液管道中声传播带隙的产生机理、参数影响规律,研究了该波导管对低频噪声的降噪特性,初步探讨了工程实际可实现的暗声学超材料型充液管道的结构实现形式.研究成果有望为管道低频噪声控制提供一条新的技术途径.     

Ⅳ型弯张换能器振动辐射特性分析

本文利用等效电路支路阻抗分析方法,研究了IV型弯张换能器振动辐射特性与换能器结构之间的关系,得出一系列对换能器设计有用的结论。     

Ⅳ型弯张换能器振动辐射特性分析

本文利用等效电路支路阻抗分析方法,研究了Ⅳ型弯张换能器振动辐射特性与换能器结构之间的关系,得出一系列对换能器设计有用的结论．     

多普勒导航圆盘换能器的方向特性研究

传统上,在设计有一定厚度的圆盘换能器方向特性时,总是近似采用一维活塞均匀振型,但它实际上是二维非均匀振型.我们研SJH-100型多普勒导航测速声纳换能器时,采用了两维厚向位移迭加模型,建立了计算方向特性的较精确的公式.经测量和计算机计算,证明它更切合实际.这种方法或可供设计水声、超声及电声圆盘厚度振动换能器的同志参考. 同时,本文探讨了铜外壳,声负载及其它声学结构对换能器方向特性的影响,从而提供了修正某些参数的依据.     

新型功能材料——声子晶体

声子晶体是20世纪90年代初提出的一种新型声学功能材料，这种周期性弹性结构具有许多重要性质，如声波带隙特性，即处于禁带频率范围内的振动或声波将被禁止在晶体中传播。通过求解声波在晶体中的运动方程可以设计一定的声子禁带和允带，而声子禁带与声波异质结构中声子的安德森局域化问题密切相关。文章重点阐述了声子晶体的主要特征、理论研究方法、潜在应用及前景展望。     

新型掺碳二氧化硅-薄膜体声波谐振器结构及其仿真验证

一定厚度的低声阻抗支撑层可以在薄膜体声波谐振器(FBAR)与衬底之间形成声学隔离层,防止声波泄漏到衬底当中。掺碳二氧化硅(CDO)是一种低声阻抗材料,对FBAR具有较好的温度补偿效果,可以作为FBAR与衬底之间的声学隔离层,从而构成一种新型的CDO-FBAR。为了分析CDO-FBAR与通孔型FBAR相比性能是否退化,以及CDO声学隔离层所需厚度,采用多物理场耦合仿真软件分析了CDO-FBAR和通孔型FBAR的谐振频率、Q值、有效机电耦合系数和S参数,并提取了CDO-FBAR纵向振动位移。分析结果表明:CDO-FBAR的谐振频率整体向下漂移;CDO声学隔离层导致S参数的寄生干扰;由于声学损耗增加,Q值略有降低,其中并联谐振点处的Q值降幅更大;有效机电耦合系数略有降低;声波传播到声学隔离层中9 m处就完全衰减,即只需要9 m厚的CDO声学隔离层就能在FBAR与衬底之间形成有效的声学隔离。由此,仿真验证了这种新颖的CDO-FBAR结构的可行性。     

声学超表面抑制Mack第2模态机理与优化设计

从理论上推导了声学超表面对平面声波的作用模型,该理论模型计及声波高阶衍射模态,从而能够计及超表面微结构之间的声学干扰.通过与数值结果对比,该模型预测的反射频率精度得到了一定程度的提高,并能够分辨出相邻孔声场之间的耦合模态.讨论了声学超表面吸声特性与阻抗特性对高超声速边界层内Mack第2模态的抑制机理,研究发现通过设计超表面阻抗特性,使得入射声波与反射声波在壁面处相位相反,同样可以抑制Mack第2模态.基于理论模型,分别优化设计得到最优的微结构几何尺寸,并通过对Mach 6平板边界层流动进行稳定性分析,验证了超表面不同声学特性的抑制效果.      

水下材料吸隔声性能测试近场长脉冲传递函数法

为消除有限空间壁面反射对大样水下材料声学性能测试的影响,利用传递函数法和脉冲法测试原理,建立声波垂直入射情况下水下材料吸隔声性能测试近场长脉冲传递函数法,10mm均匀钢板模型声学性能试验表明,压力环境下钢板反射及隔声性能测试值与理论值基本一致,反射系数测试偏差小于0.1,隔声量测试偏差小于1dB,可以采用近场长脉冲传递函数法测量声波垂直入射情况下材料声学性能,可有效克服边界反射对测试的影响。     

声阻法中检测阻抗的测量和提高检测器灵敏度的设计

本文在声阻法检测器等效线路的基础上,提供一种测量检测阻抗的简捷方法。在已知检测阻抗的基础上,对于脱粘状态,进一步探讨了为提高检测灵敏度,如何选择检测器一些参量的方法。理论分析与实验结果较好地符合。对于脱粘状态的检测,灵敏度可以提高五倍以上。     

利用SHC-Ⅱ型声波测试仪进行声波特性测量

声学测量在科学技术和生产实践中应用越来越广泛．声行波的特性包括波长，波速，多普勒效应，干涉，衍射以及传播过程中的衰减、吸收、反射、折射、声场中强度分布、相位分布等等．作者利用本校研制的SHC-Ⅱ型声波特性测试仪近行了声波的部分特性测量。     

基于(u,p)方程含多孔材料有源声学结构的声学性能研究

为准确分析含多孔材料有源声学结构的声学性能,利用一种结合(u,p)方程和有限元技术的计算方法对有源声学结构建模,分析声波在多孔材料中传播规律,并进行了实验验证.基于固相位移和流相声压的(u,p)方程对多孔材料固、流两相间强烈耦合进行分析,建立了多孔材料的有限元模型,并对含有多孔材料双层板有源声学结构的声学性能进行了测量...     

一种新型高斯超声换能器

本文提供一种高斯超声换能器的设计.可以利用它产生任意束宽的高斯型声场.这种设计采用曲面背电极,而不是通常的平面电极.用激光干涉拾振技术对换能器表面的振动分布进行测量.测量结果与设计理论良好吻合.     

双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力*

该文力求寻找一种高效准确检测混凝土构件永存应力的方法。基于声弹性理论提出了一种双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力的方法,该方法通过测试受力构件第一波速和第二波速,以第一波速和第二波速的平方差为基础构建综合声学参数来检测单向受压混凝土构件永存应力。所述第一波速为声波传播方向与应力方向垂直、质点振动方向与应力方向平行的横波波速,第二波速为声波传播方向及质点振动方向均与应力方向垂直的横波波速。实验结果显示,该声学参数用于检测混凝土单向受压构件永存应力的效果与使用单一声速参数相比,对应力的敏感性有所提高,受混凝土黏滞性及材质离散性的影响更小,并且测试结果基本不受温度和湿度变化影响。     

发展储层声学理论，创新深部钻测技术 —— “储层声学论文专栏”主编序言

“储层声学”属于多相孔隙固体介质声学的研究范畴,它是研究声波在储层中的产生、传播、接收及声波与储层相互作用及应用等的一门学问。储层声学从提出到现在有十多年的发展历史,它虽是一个年轻的声学分支,但它是在面向地震勘探和地震储层预测等基础问题上发展起来的,且在实际需求的驱动下发展迅速。储层声学要回答以下问题:声波是如何在孔隙性、裂缝性及各向异性的多相储层介质中传播的,组成储层的各组分及特性等对声波的传播是如何影响的,如何利用这些声学特征来描述储层的组分和特性以及声波引起的各种物理效应与储层是如何相互作用的。     

利用SHC－Ⅱ型声波测试仪进行声波特性测量

利用ＳＨＣ－Ⅱ型声波测试仪进行声波特性测量青岛海洋大学物理系吕振洪，杨振华，李振庄声学测量在科学技术和生产实践中应用越来越广泛．声行波的特性包括波长，波速，多普勒效应，干涉，衍射以及传播过程中的衰减、吸收、反射、折射、声场中强度分布、相位分布等等．作...     

三维复杂温度场高精度声学测量方法

声学温度场检测技术通过多路径声波传播时间数据,反演被测区域的温度分布。提供了一种高精度的三维复杂温度场的声学测量方法。首先从射线声学角度给出了三维非均匀温度场中声波传播路径的数学模型。在此基础上,将三维温度场的重建问题转化为声波传播路径的求解和温度场的反演问题,建立了基于多项式修正径向基函数(RBF-PR)和改进的Tikhonov正则化三维温度场重建算法。采用两种典型的炉膛三维温度场模型,在信噪比SNR=35 dB下进行了数值模拟,分析了声波传播路径在非均匀温度场中的弯曲特性、算法的重建质量和抗噪性,同时进行了实际炉膛内二维温度场的重建。结果表明了提出的考虑声线弯曲的温度场重建算法具有精度高,抗噪性强、适用性好的特点,为实现高精度的复杂温度场的声学测量提供了有效方法。      

可吸入颗粒物在驻波声场中运动的可视化研究

采用可视化实验的方法,拍摄可吸入颗粒在驻波声场中的运动轨迹.根据拍摄结果,分别采用标尺测量、颗粒重力沉降特性和声波夹带特性计算颗粒粒径.实验表明,可吸入颗粒在声团聚室中受到声波夹带、重力作用和粘性力的影响.计算结果说明,利用声波夹带特性可以准确计算颗粒粒径,颗粒的漂移现象是由漂移力引起.     

充水阻抗管中测量材料声学性能的校准方法研究

提出了一种在充水阻抗管中,应用传递函数测量材料声学性能的三参数校准方法。在双传感器传递函数法的基础上,考虑充水阻抗管中水听器间不一致性和管内结构对声场局部扰动等因素的校准,导出了三个综合的无量纲校准参数。通过改变充水阻抗管中测量面的三个已知反射系数,测量出对应的三个传递函数,可以求出这三个校准参数。在充水阻抗管中分别对水/空气界面和一种水声材料进行了测量试验,应用该方法对测量结果的进行了校准,并对校准前后的结果进行了分析比较。      

超声换能器辐射特性的优化*

匹配层和背衬层是换能器的重要组成部分,对换能器特性有重要影响。针对发射型换能器,基于有/无匹配层和空气/树脂背衬两种条件组合,该文研究了匹配层与背衬层对换能器辐射特性的影响。结果表明,负载材料为水时,空气背衬换能器相较于树脂背衬换能器声能辐射效率更高;匹配层可以提高换能器的主瓣能量,抑制旁瓣能量及旁瓣数量。因此,针对发射型换能器的设计,背衬材料的选择应遵循与压电材料的阻抗差异越大越优的原则;匹配层的合理设计不仅可以提高超声换能器的声能辐射效率,还可以提高主瓣旁瓣峰值比,使声能更集中。     

各向异性三维非对称双锥五模超材料的能带结构及品质因数

五模超材料是一类可以解除剪切模量的人工固体微结构,具有类似流体的性质,在声波调控中有着潜在的应用.声学变换作为声波调控的一种重要手段,在超材料声学器件的设计中被广泛使用.声学变换的引入会压缩均匀各项同性五模超材料.因此,需要研究各向异性对三维非对称双锥五模超材料带隙及品质因数的影响.本文利用有限元方法,对各项异性三维非对称双锥五模超材料的能带结构及品质因数进行了研究.研究结果表明,三维非对称双锥五模超材料单模区域的相对带宽随着各向异性的增大而减小,第一带隙的相对带宽增大到123%,品质因数增大到6.9倍.本研究可为声学变换在三维非对称双锥五模超材料中的应用提供指导.