暗声学超材料研究

由于普通材料的固有耗散在低频区域的微弱性,长久以来,低频声波的衰减一直都是一个颇具挑战性的任务.为了能够在100—1000Hz范围内完全吸收某些频率的低频声波,文章作者设计了一种薄膜型的暗声学超材料样品:它是由在弹性薄膜上镶嵌有一些非对称性的硬质金属片而制成.实验表明,该样品在低频区域几乎能够百分之百地吸收声波,而在共振吸收频率处,空气中的声波波长要比薄膜的厚度大3个数量级以上.当共振发生时,硬质金属片的"拍动"导致很大的弹性曲率能量聚集在金属片的边界附近.由于薄膜的拍动模式与声波的辐射模式仅存在微弱的耦合作用,而弹性薄膜的整体能量密度又比入射声波的能量密度大2—3个数量级,该样品本质上是一个开放的共振腔,这也是它能够高效地吸收低频声波的原因所在.     

居高声自远,非是藉秋风——诗句中的声学原理

这首脍炙人口的五绝名篇《蝉》，是唐代诗人虞世南（558～638）所作．当您反复吟诵这美丽的诗句时，蝉那饮清露而生，栖高桐而歌的高洁清远的意境就仿佛重现在您的眼前，真是美不胜收．可是，您可曾想到，在这洗练的诗句中还凝聚着诗人对声学现象的敏锐洞察力!     

流体饱和多孔介质中的声波

流体饱和多孔介质（以下简写为FSPM）中的声波研究，既属于声学范围，又属于地球物理学范围，无论从原理上和应用上都值得深入研究．本文对流行的BIOt理论以及它的发展和应用做一个简要介绍，包括Blot理论和三种体波，声波在FSPM和流体及固体界面上的反射、折射问题，FSPM样品的参数约声学测量以及并中渗透率的声学测量问题。在附录中介绍了流体和框架间的粘性相互作用项和惯性相互作用项，因为在B沁t理论的发展中，这两项是经常讨论的问题。     

中国海洋声学研究进展

海洋声学研究声波与海洋的相互作用。它包括两方面的问题：一方面研究海洋环境对海中声场的影响；另一方面利用声波来探测海洋结构。海洋声学是一门应用范围很广、发展十分迅速的学科。本文简要介绍了海洋声学研究的某些进展，其中包括浅海与深海声场，浅海混响与低频声吸收。     

多普勒彩色血流显像

1多普勒效应1842年奥地利著名天文学家和物理学家多普勒（Doppler）观察发现：当光源与接收者相向运动时，光波被压缩，波长缩短，接收频率较发射频率增大；当光源与接收者背向运动时，光波伸展，波长增大，接收频率较发射频率减小．这一光学中的现象也适用于声学之中．站在铁路旁的人，当鸣着汽笛的火车开过来时，会感到汽笛声由低沉变得高亢，当火车离开时，会感到汽笛声由高亢变得低沉了．这种由于光源（或声源）与接收者间相对运动所造成的接收频率不同于发射频率的现象，称为多普勒效应（Dopplereffect），这种频率的差异，称为频移（…     

中科院声学所超声室生产复合材料等超声换能器

中科院声学所超声研究室的换能器研究，曾获得中国科学院重大成果一等奖和国家自然科学奖，在国内外有较大影响．在理论研究的基础上，研究室近年来推出超声检测用换能器系列产品，其中包括气介式检测、液浸式检测和固体耦合式检测几大类换能器．每一类中又有特殊的空间响应和时间响应探头和常规探头，频率一般在几千赫至100兆赫．使扶探头：．高灵敏度窄脉冲探头（灵敏度和相对带宽普遍高于市场商品探头6－20dB）．无旁瓣高斯探头．平面接触绳声束聚焦窄脉冲探头（专利产品）．首次波幅度比大于1的测量探头．直接耦会横渡直探头．有信号处…     

国际声学联合会议在欧洲举行

１９９９年３月１４日至１９日,在德国柏林举行了第１３７届美国声学学会大会暨第二届欧洲声学大会（声学论坛）及第２５届德国声学大会．此次国际声学联合大会是由美国声学学学会（ＡＳＡ）、欧洲声学学会（ＥＡＡ）、及德国声学学会（ＤＥＧＡ）三家共同举办的．来自世界３４个国家或地区的近２０００人参加了会议．分１４个大主题,１９８个分会、收到论文１９５５篇．本次大会旨在推动国际声学各领域的研究,虽称地区性会议,但会议内容涉及声学的各个方面,可称本世纪最后一次全球性的声学会议．会议分的１４个大主题分别为：建筑声学…     

电动声源热声致冷机声学和计算实例

我们将各种热声致机简化为一包括声学终端在内的声管道系统，并通过实例讨论了致冷机的声学特性，该管道系统与一般声管道不同：１．在热声堆中热波和粘滞波不可不计。２．在热声堆与声管连接时，必需考虑合成波的体积流；而热声堆内只需考虑传播波的体积流。本文对此提出了阻抗连接条件的修正。实例使用电动扬声器为声源，给出了热声行波和驻波致冷的声学计算方法以及它们的声学特性，所用扬声器的标称伏安为１００ＶＡ，可为热声致     

非即变相位共轭反馈对半导体激光器动态特性的影响

从四波混频产生相位共轭的物理原因出发,定义了相位共轭镜（PCM）的响应时间．建立起非即变相位共轭反馈条件下半导体激光器的外腔模型。以响应时间及频率失调为参变量,对其分岔及噪声等动态行为进行数值分析。结果表明,不考虑噪声影响时,增加相位共轭镜响应时间会使混沌带出现的次数和范围得到较大的抑制,当响应时间增大到1．5ns时,混沌带消失,半导体激光器保持稳定的单周期状态;考虑噪声影响后,随若响应时间的相对强度噪声（RIN）可减小几dB甚至十几dB,产生突变需要的反馈量也增大一个数量级以上,且其频谱的峰值向高频方向移动;另外,由于共轭反馈引起的频率失调低于半导体激光器激射频率3个数量级以上．它只对分岔特性有影响．对相对强度噪声的影响几乎为零。     

音乐厅音质设计进展述评

本文对近年来音乐厅音质设计中若干问题的进展作一述评。（1）在已建立的众多独立音质参量基础上，如何作出大厅综合评价，就需要考虑到它们的互动性和贡献权，方法学将成为关键。（2）空间感已确认由声源视在展宽度ASW和听者环绕感LEV组成，对于影响两者的诸多复杂因素有了较深入研究，这声场中的细节又将如何与大厅设计相联系亦备受关注。（3）听众及座椅吸声这个老问题有了新的研究成果，对于空、满场的声学关系已积累了更多资料，使大厅音质的估算更为精确可靠。（4）常说扩散对大厅音质很重要，但其主观效应仍然处于玄虚状态，一些新的主观试听实验结果还不足以说明问题。     

普通话三合元音音节最小时间感知阈及其声学特性

本研究的实验材料取自中国社会科学院语言研究所语音数据库．库中存有15个男青的语音材料，共有15×15=225个三合元音音节．本研究的主要目的是从普通话三合元音入手，在对15个说话人的语音材料统计的基础上，通过对最小时间感知阈Tlim的测量与研究，从声学和感知的角度，给出三合元音必不可少的信息，指出多余信息．实验结果表明，TIim内的共振峰变化情况可分为两类．一是动态特性，它的表现是：（a）△F1＞90％，△F2约50％；（b）Tlim内至少包括F1，F3两个拐点中的一个；（C）Tlim内包括F2变化最剧烈的部分．这四点对四个三合元音是一致的．第二类是边界条件，Tlim受到位置和大小两方面的限制，证明其边界共振峰频率十分重要．     

大尺度赤道扩展F的数值模拟

利用数值模拟，研究了不同条件下赤道电离层等离子体交换不稳定性的演变和扩展Ｆ不均匀体的形态。使用一维或二维初始密度扰动时，交换不稳定性可以发展成为等离子体泡，但不能产生泡壁上的羽毛状结构．大气重力波触发的交换不稳定性能在更短的时间内增长成为等离子体泡．当使用重力波和一个较小尺度密度扰动作为初始扰动时，重力波确定了赤道扩展Ｆ不均匀体的外尺度，较小尺度密度扰动则增长成为泡壁上的羽毛状结构．数值模拟结果与大量观测现象符合得很好 关键词：     

涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离的变化

采用声道相积分近似表示的频散方程，并把涡旋（或水团）的作用认为是对声道的一种扰动，讨论无扰声道、冷核和热核涡旋扰动对声传播特性的影响．根据频散方程的解，给出涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离与涡旋强度的关系．当平面声波（入射掠角α）向热核涡旋（核心强度BM）的中心推进时，只要sin2α＜BM＜2（1－cosα），则声道创面将出现“双声道现象”，并使简正波相速度和干涉距离发生与冷核涡旋完全不同的异常变化．     

动态质量密度和声学超常介质

复合介质的质量密度通常认为是组成它的各种成分的质量密度的体平均值.体平均质量密度常常被用于计算在长波长极限下的声波速度,在此极限下波长比复合介质中的特征尺度要大得多.作者通过严格的数学推导证明,计算(长波长极限下的)波速时所用到的动态质量密度与静态的体平均质量密度有显著的不同.这一发现与最近的实验结果符合得非常好,并且使得声学超常介质的实现成为可能.这两种质量密度之所以不同的物理根源就在于,在波场中复合介质中的各个成分之间有相对的运动.也就是说,隐含的假定——在长波长极限下复合介质中的各个成分必定会全体同相地运动——将不再正确,尤其是当各个成分的声学阻抗之间有较大的差异时.实验和理论显示,对于局域共振声学材料而言,动态质量密度甚至还会变成是负的.文章探讨了这一发现的物理意义,以及它在声学超常介质领域的应用.     

水下声音可冲出表面

简单的声波理论曾预言，任何在水下产生的声音都会在水-气交界面处发生反射，而不会发射到空气中去．因此长期以来科学家们相信在海下产生的声音是不可能被水面上探测到的．但最近美国Colorado环境科学联合研究所（Cooperative Institute for Research in Environmental Science，简称CIRES）的0．Godin博士发现简单的声波理论不能描述在水面附近产生的低频噪声波的行为，他利用最新的声波理论计算得出，当声波波长可与声源与水面的距离相比凝或更长时。声源发出的声波可全部发射到空气中．     

基于近零折射率材料的声非对称聚焦透镜

研究基于近零折射率声子晶体的声非对称聚焦透镜。声非对称聚焦透镜的两侧分别为竖直平面与圆弧面结构,由于近零折射率材料的声波方向选择性,当声波从竖直平面一侧入射时,可以通过透镜,实现高性能声聚焦效应;而当声波从圆弧面一侧任意方向入射时,声波无法通过透镜,从而实现同时具有聚焦与非对称传输特性的声学透镜。在此基础上,改变透镜圆弧面的曲率半径,可以调控非对称透镜的正向聚焦焦点位置,且声非对称传输性能保持不变.此外,透镜内部的刚性散射体对声非对称聚焦性能的影响较小。研究结果表明所设计的声非对称聚焦透镜具有多功能、单一结构及高鲁棒性等优点,为设计新型近零折射率声学器件提供相应的理论方案与实验参考.      

有限振幅声波非线性传播畸变消除的研究

在高声强情况下建立一个无畸变(或低畸变)的声场是非线性声学的一个颇有兴趣的问题。本文讨论了频率分别为f_1,f_2和f_3三列声波的非线性相互作用,其中f_1为有限报幅声波的频率,而f_2=2f_1,f_3=3f_1。基于Fenlon关于多频率有限振幅声波传播的理论,作者指出,如果适当控制频率为f_2及f_3声波的初始位相和振幅,就有可能在某些接收点上抑制有限振幅声波的二次及三次谐波,从而使其传播畸变有极明显的降低。     

国内声学文献分类索引

（声学分类：4310总类；43．15标准；43－20一般线性声学；43工兵非线性声学；强声学；4328航空声学；大气声学；43．30水声学；43．35超声学，量子声学及产的物理效应；43．40机械振动和冲击；4345统计声学；4350项声；影响和控制；4365建筑声学；43.60产信号处理，声全息技术；43．63生理声学；4366心理声学；4｝7o语言通信；43．75音乐与乐器；43．80生物声学；43．85声学测量与仪器；43．88技能器；声音的产生与复制设备）43．15标准ATSC数字音频压缩…C－3）标准（三）严静兰，乐陶译．电声技术，1998，（1）：35数字音频压缩（AC－…     

中国古代在声学上的几项发现

中国古代在“声学”方面有许多杰出成就.1987年,河南舞阳县贾湖新石器遗址出土的制作于8000年前的骨笛,已具有和今天相似的音阶结构,能吹奏悠美的乐曲,从这不难看出中国古代声学知识的实际水平[1].本文介绍古籍中记载的中国古代在声学上的几项发现. 一、关于低频声的远距离传播 笔者在《中国古代已知听觉有频率下限》一文中[2],曾说明中国人在春秋时就已知有人耳所听闻不到的“次声”的存在.《老子》所说“听之不闻名日希”,“大音希声”,指的就是“次声”. 次声波的一个重要特性是它易于作远距离传播.在大气中,有的次声在传播数千公里之后,…     

弹性拍翼悬停时的流固耦合效应

自然界中的昆虫和鸟类大都采用拍翼飞行的策略，其优越的气动表现使拍动飞行方式备受关注.值得注意的是，拍动飞行昆虫和鸟类在实现高机动性的同时，产生的噪音并不十分显著.因此，对拍翼飞行的流固声耦合问题进行研究，揭示其飞行动力学和声学特性，对于应用这类飞行技术具有重要的指导意义.文章采用一种浸入边界法对拍翼悬停时的流固声耦合问题进行数值模拟研究.具体针对刚性拍翼和不同刚度、质量比的柔性拍翼进行了数值模拟，分析了拍翼刚度和质量比对拍翼悬停时的升力和声学特性的影响.结果表明拍翼的转动能有效增加升力，提高效率并降低拍翼运动产生的声音；同时悬停拍翼的近场声受涡的影响明显，尤其是在较大的转动角度时；引入适当的弹性可有效提高拍翼在悬停时的气动表现，包括提高升力系数和效率；综合考虑气动和声学表现，可以看出当无量纲拍动频率在0.3~0.4时，低质量的拍翼（拍翼-流体质量比为1.0）产生的声音较小，同时又具备较高的效率.