厅堂内声场强度的计算

厅堂内的声场强度通常只能通过实测或模型试验得到。但从几何声学的观点,厅堂内一点的声强可以射向该点的直接声和各早期反射声的声强之和加以表达。本文介绍了一种计算直接声和各早期反射声之和的方法。通过对一个剧场的实测和计算对比,证明计算是相当可靠的。计算时反射次数最多为三次,声线长度最长为三倍直接声线长。各点的偏差大部分均小于1dB。若计算满场情况或增加反射次数和计算的声线长度,则偏差还可减小。     

早期声在厅堂中的分布

厅堂内早期反射声能分布与厅堂的容积、体形、吸声布置及接收点的位置等有关,其形成的早期声场与完全扩散声场有较大的差别。因而有关与早期反射声能相关的音质参量在厅堂中的分布情况无法用扩散场的理论来预计。本文通过对四个厅的测量结果,来分析早期反射声能在厅堂中分布的特性。     

厅堂中的脉冲测量与音质

本文基于10个厅堂的脉冲测量与主观音质评价结果,探讨了两者间存在的联系.作者用a,b和c三个指标表达脉冲声图谱中反映的厅内各点直达声及短延时反射声声能密度的相对情况,并指出,a值与声音的丰满度有关;b值与响度、清晰度有关;而C值,反映的是短延时反射声声能密度的相对分布,它取决于厅的大小及形状.文中列举了不同大小及形状的厅堂,C值分布的不同,并对不同使用类型的厅堂的体型设计提出了建议.     

高分辨率扇形阵列超声激发振动声成像研究

对扇阵换能器的振动声成像进行了研究.在相关振动声成像和扇阵换能器的理论基础上,经过推导修正并得到了精确的速度势函数.进一步计算并仿真了系统点扩散函数（point spread function, PSF）,构造了组织模型,进行了成像仿真.最后分析了影响扇阵换能器系统分辨率的因素.研究结果表明：用扇阵换能器进行振动声成像可以获得很高的图像分辨率及对比度,在高强度聚焦超声（HIFU）治疗的热损伤检测等方面有重要的应用价值.分析指出通过提高换能器工作频率,减小几何焦距,增大口径可以提高系统的分辨率. 关键词： 振动声成像 扇形阵 点扩散函数     

北京红塔礼堂的音质设计

北京红塔礼堂是一个以音乐演奏为主的多功能厅堂,可容纳2010名听众.有效容积7800m~3.建成于1978年.为了适应自然声演出的需要,同年作了音质改善和调试工作,经几年的使用表明,音质良好. 本文主要介绍在大型厅堂内实现自然声音乐演出的设计要求和具体措施. 对大厅的音质设计和评价也作了概要介绍.     

脉冲法在现场声反射测量中的应用

本文运用电火花声源在一厅堂内对胶合板条和钢板网组成的顶棚以及胶合板贴在混凝土墙面上构成的反射板进行了声反射特性的实验研究。在测试人射和反射声脉冲而利用FFT计算声反射传递函数时,讨论了反射脉冲序列截取的长短对该材料反射传递函数的影响。文中还分析了有肋吸声结构声反射传递函数的变化。提供0°、30°、60°反射传递函数的比较。     

半自由声场的全息重建和预测实验研究

半自由声场环境下的声源重建和声场预测研究对声全息技术走向实际应用具有非常重要的意义.在提出基于分布源边界点法的半自由声场全息重建和预测方法的基础上，对此展开了实验研究.并将重建和预测的结果与常规方法重建和预测的结果进行了比较和讨论，说明了重建预测过程中反射声压的影响和考虑反射声压的必要性，证明了所提出方法在解决半自由声场环境下存在地面反射时的声源重建和声场预测时的有效性和准确性.还提出了采用奇异值截断滤波和Tikhonov正则化方法来削弱测量误差的影响，从而进一步优化了重建结果，提高了全息成像的可信度. 关键词： 声全息 半自由场 边界点 声辐射 反射声     

厅堂音质中的响度评价

厅堂音质评价的各项指标中，响度是最重要和最基本的内容之一。但由于长期来缺乏合适的参量，因此迄今无法在完工后的厅堂中去测量这项指标，当然也难以在设计阶段对此参量进行估算．不少人常把仅仅适用于稳态声源和混响场的声场估算法（即以直达声加上混响声）作为厅堂内各处总声强的评价，无论从音质设计和现场测量来看，显然很不合适。近年Ｌｅｈｍａｎｎ提出以声强指数Ｇ（Ｓｔａｒｋｅｍａｓｓ）（ｄＢ）作为评价参量是一个好的建议。但根据我们的研究结果来看，鉴于早期反射声对响度起主导作用，因此厅堂内各处的声强指数应取５０ｍｓ（语言）和８０ｍｓ（音乐）的早期反射声积分值更符合实际，。以代替ｔ从０积分到∞的评价方法。因此Ｇ（５０ｍｓ）和Ｇ（８０ｍｓ）将分别用于评价厅堂内对语言和音乐的响度评价参量。     

超声波扩散角的测量方法改进

为了提高利用小孔反射法测量超声波扩散角的准确度,采用多点测量获得小孔反射波强度分布曲线,通过数据处理软件得到此分布曲线的半峰全宽,在此基础上校正小孔尺寸对测量结果的影响.     

有限入射声束在液固界面声反射的数值研究

采用将有限声束分解为一系列平面波的方法，对液固界面声束的声反射问题进行了数值研究，结果表明，当声束入射角为瑞利疲激角时，反射声速有明显位移；当声束在液固界面“掠射”时，反射声速显著变宽，文中还讨论了束宽对反射声速横截面上声场分布的影响。     

几种人工混响装置的特性分析

本文简要地阐述混响室、板式混响器(钢板混响器,金箔混响器),弹簧混响器,电子混响器(模拟式和数字式电子混响器)等工作原理。对其混响声的主要特性参量:混响时间T_(60)及混响时间频率特性T_(60)-f;初次反射声的延迟时间及其与频率的关系;简正频率密度,反射声密度以及各自混响声的音色主观评价进行了比较分析,指出各种人工混响装置的特色. 最后,对人工混响装置在模拟厅堂及各种环境(包括某些特殊效果)中对不同声源进行声加工时应选取的特性参量以及人工混响装置的选取提出了参考意见。 总之,根据不同节目内容和特点,合理地选取人工混响装置及其特性参量对提高声音的技术质量和艺术质量是十分重要的。     

硅纳米薄膜中声子弹道扩散导热的蒙特卡罗模拟

通过建立声子散射概率函数描述声子在输运过程中的散射,提出了一种模拟声子弹道扩散导热的蒙特卡罗方法,并将其应用于硅纳米薄膜中的稳态和瞬态弹道扩散导热过程的研究. 提出的蒙特卡罗方法对边界发射的声子束进行跟踪,根据散射概率函数模拟声子束在传播区域内经历的散射过程,并通过统计声子束的分布得到温度分布. 稳态导热过程的模拟发现,尺寸效应会引起边界温度跳跃,其值随着Knudsen数的增大而增大;计算的硅纳米薄膜的热导率随着厚度的增大而增大,与文献中的实验数据和理论模型相符. 通过瞬态导热过程的模拟得到了纳米薄膜内的温度分布随时间的变化,发现瞬态导热过程中的热波现象与空间尺度相关,材料尺寸越小,弹道输运越强,薄膜中的热波现象也越显著. 关键词： 纳米薄膜 弹道扩散导热 蒙特卡罗模拟 尺寸效应     

飞秒脉冲激光加热金属薄膜的理论和实验研究

超短脉冲激光加热可应用于研究材料中载能子之间的超快相互作用,同时也广泛应用于超快激光加工.此前人们提出的双温度模型和抛物一步模型都只能用于描述超短脉冲激光加热金属薄膜后热量传递过程的特定片段.基于双温度模型和傅里叶导热定律,提出普适的理论模型可用于完整描述飞秒激光加热金属薄膜/基底时的整个热量传递过程.同时在300 K温度下,采用背面抽运-表面探测瞬态热反射法实验研究了飞秒脉冲激光加热金属薄膜的热量传递过程,理论预测曲线和实验测量结果符合较好,验证了理论模型的正确性.基于此模型测量得到了金薄膜的电子-声子 关键词： 飞秒脉冲激光 电子-声子耦合 界面热导 瞬态热反射     

三元周期结构声禁带形成机理

研究了二维三元周期结构的声禁带加宽现象产生的物理机理. 用有限元方法分别计算了嵌入1，3和5排铁柱和具有橡胶包层铁柱的周期复合结构的声能量传输谱和禁带形成过程. 通过比较二元和三元周期复合结构中的声场分布情况，认为三元样品宽声禁带的形成机理是Bragg反射和局域化共振共同作用的结果，前者在高频段的作用更为明显，而后者在低频段起主要作用. 关键词： 三元周期结构 声禁带 局域共振 Bragg反射     

扩散吸声体的优化设计

由于扩散吸声体(Diffsorber)同时兼顾了扩散和吸声两方面的性能,在小房间的声学环境控制中有着特殊的功能。在比较成熟声吸收和声扩散理论的基础上,结合数论中的伪随机理论,提出利用吸声材料本身的声阻抗实现伪随机分布的新优化设计手段,并利用计算机编程实现,由此设计了多种不同吸声效果的扩散吸声体,以满足不同场合的需要。实验结果表明新方法的有效性。同时探讨了新型吸声扩散体的应用潜力。     

广义斯奈尔定律与声超表面*

给出了广义斯奈尔定律的相关理论推导,并总结回顾了之前的几种设计,包括声人工结构表面和几种声超表面的案例。首先,以人工结构表面为例,以解析推导为主,结合数值模拟和实验结果,证明了人工窄井结构的异常反射现象。随后,我们回顾了声超表面的设计方法,包括折叠空间式和亥姆赫兹腔式两种典型的结构化设计。最后,我们重点回顾了一种厚度仅为1/20波长的声超表面,用于设计超薄声扩散体,称为声超表面施罗德扩散体。传统的施罗德扩散体是40年前提出的建筑声学领域的经典设计,而我们提出的声超表面施罗德扩散体在中心频率具有同样优质的漫反射效果。另外,通过混合不同目标频率的超表面单元,可以设计宽带的超薄施罗德扩散体,其带宽接近于商业化的施罗德扩散体,这个例子充分展示了声超表面在实际场合的应用潜能。     

杭州剧院的声学模型试验

杭州剧院是一座多功能厅堂,观众厅的体积约10000m~3,能容纳2000观众席,已于1978年9月竣工使用,观众反映音质效果比较好。在我们进行音质设计过程中,为了及早对设计方案作出评价,作了1:10的声学模型试验。本文概括给出某些试验的结果,并与剧院建成后实测进行比较。模型试验包括(1)木条子墙和“船形”扩散体天花的声学特性,(2)吸声材料的模拟,(3)混响时间,(4)反射声,(5)声场分布,(6)观众对前次反射声的影响,(7)方向性扩散,(8)清晰度,(9)主观评价。模型和实物的对比结果:满场的混响时间除250Hz的差别较大外(约20％),其余频率比较接近(差别少于10％);反射声图形是相似的;声场分布的差别少于2dB;观众对从台口侧墙来的前次反射声有影响,衰减约6dB;方向性扩散低于实测值,这是由于制造模型时省略一些细部所引起;清晰度和主观评价与观众的实际感受大致相符。     

不同极性溶液中MEH-PPV链内激子扩散的研究

本文采用飞秒时间分辨瞬态光栅技术研究了MEH-PPV在不同极性溶液中的内激子扩散行为. 采用宽带连续白光同时探测瞬态吸收和瞬态光栅信息. 系统地研究了MEH-PPV的振动失相行为以及单激子弛豫和粒子数弛豫动力学. 结果表明,在极性较大的溶剂中,样品溶液的弛豫扩散过程会加快.     

早晚期混响划分对理想比值掩蔽在语音识别性能上的影响

真实环境中存在的噪声和混响会降低语音识别系统的性能。封闭空间中的混响包括直达声、早期反射和后期混响3部分,它们对语音识别系统具有不同的影响.我们研究了早期反射和后期混响的不同划分方法,以其中的早期反射为目标语音,计算出了不同的理想比值掩蔽并研究了它们对语音识别系统性能的影响;在此基础上,利用双向长短时记忆网络(BLSTM)估计理想比值掩蔽,测试它们对语音识别系统性能的影响.实验结果表明,基于Abel早期反射和后期混响的划分方法,理想比值掩蔽能够降低词错误率约2.8%;基于BLSTM的估计方法过低估计了理想比值掩蔽,未能有效提高语音识别系统的性能。      

多分量胶体悬浮系统转动扩散张量的反射理论

研究多分量胶体悬浮系统的反射理论,给出用反射理论推导转动扩散张量的方法.计算了流体力学相互作用对转动扩散张量的二体贡献和首项三体贡献. 关键词： 反射理论 扩散 胶体悬浮系统 流体力学作用