古钟形状和特性

在北京西郊大钟寺陈列的古钟,除了明朝永乐年间铸造的钟王“永乐大钟”之外,还有三十多口大小不一、形状相异的钟。它们中大多数是明清时代铸造的铜钟,个别的是宋朝和元朝的。其中最大的开口半径为84cm,最小的是31.5cm;钟身高从79cm到210cm,相应的重量从114kg到3108kg。 本文介绍了某些钟声的声频谱、拍频以及衰减等特性。对钟声音色的主观评价作了一定的讨论。同时讨论了钟的基频与钟形状之间的关系。实验分析与计算结果表明:对于有同类结构形状的钟,决定基频的是开口半径和开口部分的厚度。     

基于平面声全息的全空间场变换:Ⅱ.水下大面积平面发射声基阵的近场声全息实验

研制了一套多通道水声声全息测量系统,解决了多通道系统的校准及弱散射水听器接收线阵的设计等问题。在非消声水池内,利用该系统对水下大面积平面发射声基阵进行了近场声全息实验,给出了声基阵表面的声强分布、声基阵各阵元及全阵的辐射声功率、基阵远场空间指向性图和指向性参数等。实验结果证明脉冲法和分区扫描数据合成的测量方法是可行的,实验系统的设计与实施方法可用于更大规模的声全息系统。     

厅堂声学计算机模型的应用(英)

此处所介绍的厅堂声学计算机模型计算了房间和多功能厅的声学响应。这个模型是以房厅的三维表示为基础的。每个墙面都赋予一个吸声系数,并且分成更小的单元。首先计算了单元间影响系数所组成的矩阵。对于给定的声源,可以计算每个单元收到的能量,并由此定出房厅内任一点的声级,这样又能够算出（ａ）随距离变化的衰减,（ｂ）在任一平面上的声照度,和（ｃ）任一点所收到声能的接收指向性．可以算出房厅内任一被选定点的回波图,作为接收器所在地接收指向性随时间的演变;这么一个特点使得有可能核对目视图象和声图象之间的可能不符。这个软件能够设法任意修改房间的形状,以最优化房间的声学特征．本文列举了一个厅堂声学的研究例,是关于沙特拉伯首都Ｒｉｙａｄｈ的 Ａｈｕｒａ主厅的。     

横波直探头的辐射声场

分析了采用2/2型压电复合材料制作的一种水平面内偏振的横波直探头的辐射声场特性,推导了两种表面力源辐射声场的严格解析解,通过数值计算给出了相应声场分布和指向性图,得到了横波垂直辐射指向性,并与实验结果进行了对比。实验所得声场指向性与理论计算结果符合较好,为该换能器的工程应用提供了理论依据。     

水声共形阵辐射指向性计算方法及其实验验证

用边界元方法,给出了水声发射换能器共形阵各阵元的单元指向性以及基阵的自然波束指向性和束控波束指向性。首先建立了换能器共形阵的边界元模型,并根据换能器结构和声传播介质建立了模型的边界条件,计算了其辐射指向性。然后在消声水池中对共形阵各阵元以及基阵的辐射指向性进行了实验测量。将理论计算结果与实验测量结果进行了对比,二者吻合得比较好。研究结果表明:基于边界元方法建立的模型及计算方法,对基阵的辐射指向性进行理论计算和预报是可行的。     

单开口膜泡形状转变的研究

基于双层耦合模型,先通过求解无黏附能情况下满足给定边界条件的欧拉-拉格朗日方程组,找到了约化面积差?a稍大于1的内凹开口形状解,并发现以往Umeda和Suezaki(2005 Phys.Rev.E 71 011913)给出的杯形解是对应?a1的另一支解,该支解在?a趋于1时开口是外凸的.进而在无黏附能和有黏附能的情况下对开口膜泡的两支解进行了深入研究,发现在?a=1附近这两支解之间有一个间隙,在该间隙内不存在开口解.随着黏附半径的增大,该间隙的位置较缓慢地向右移动.在?a=1附近,在无黏附能时的闭合形状只有球形一个解,而在有黏附能的情况下,闭合形状在1附近的一个区间内都有解.在无黏附及有黏附情况下的计算结果都表明这两支开口解及闭合形状属于不同的分支,它们之间不能连续演化.在间隙右侧的这一支解随着?a的增大可以通过自交形状连续地演化到开口哑铃形.在有黏附的情况下,在?a参数空间,同一支解会发生折叠,即出现同一?a值对应多个解(形状)的情况,这在以往双层耦合模型的计算中没有出现过.讨论了?a对无黏附和有黏附开口膜泡的形状和能量的影响.     

永乐大钟振动的有限元分析

永乐大钟是明朝永乐年间铸造的祈事大钟。本文通过旋转壳体的有限元方法,计算了永乐大钟的主要固有频率和振型。得到与永乐大钟钟声特性分析较一致的结果,在运算范围内还得出大钟各振型周向节圆分布的规律。通过永乐大钟与假设钟体的对比近似计算,基本上明确了钟腰及钟唇厚度变化对永乐大钟音色的影响。钟腰和钟唇厚度变化分别调整出音高为A_3和E_3的分音,而这两个分音起到增加钟声谐和性的作用。     

用弛豫法探寻新的双开口膜泡

基于面积差弹性模型, 用弛豫法探寻满足开口膜泡边界条件的欧拉-拉格朗日方程组的新解, 得到了双开口的哑铃形分支解, 并结合以前得到的单开口哑铃形及闭合哑铃形, 对它们之间的相变进行了深入的研究. 为了探究实验上是否可能发现这些形状, 与以往实验上观察到的较小约化弛豫面积差的杯形、管形、烟囱形开口形状的能量进行了比较, 发现这些新形状在较大的约化弛豫面积差值时, 在某些线张力区间比以往发现的形状能量更低. 另外为了对比, 本文对于实验上已知的杯形、管形、烟囱形及球形之间的相变行进行了探讨, 并对两者之间的不同特点进行了对比.     

弯曲圆盘驱动的双Helmholtz共振腔换能器

使用双面同相振动的弯曲圆盘换能器驱动双Helmholtz共振腔,既放大了弯曲圆盘换能器弯曲共振频率以下频段的声输出,又利用两个Helmholtz共振腔的同相声源辐射模型实现了在Helmholtz共振频率处的"∞"字形垂直指向性,实现了低频指向性声发射。阐述了换能器实现"∞"字形低频指向性发射的机理,研究了腔体长度、金属圆片厚度及弯曲圆盘边缘简支厚度等关键结构参数对Helmholtz共振频率的影响,求解了换能器的发送电压响应、指向性等参数。依据仿真结果制作了实验样机,在消声水池中进行了电声性能测试。测试结果显示,指向性形状及液腔共振频率与仿真结果基本相符。这种由弯曲圆盘驱动的双Helmholtz共振腔水声换能器为实现水声换能器小尺寸、低频指向性发射提供了一种技术手段。      

宽带密排平面阵声辐射分析

应用声有限元-边界元法计算了宽带基阵声场分布.建立了平面9元阵有限元-边界元模型,给出了阵元之间互阻抗数值计算方法,分析了阵元间互辐射对声性能影响的变化规律,计算了9元阵3个谐振频率点处指向性和波束宽度.利用3谐振换能器研制出一种宽带密排平面9元阵,并在消声水池中对其输入阻抗和指向性进行了实验测量.研究结果表明,按阵元...     

永乐大钟的声学特性

永乐大钟是我国最大的钟。对钟的测量包括振动的模态分析和钟声特性两方面。文中提出了一种在瞬态下模态分析的方法。永乐大钟的最低固有频率为16Hz,钟声谐和,其中一些主要分音的频率和标准音高有较好的符合。     

不同形状的棒在颗粒物质中受到的静摩擦力

通过实验对横截面周长相同、形状不同的棒在颗粒物质中受到的最大静摩擦力进行了研究.实验结果表明:相同条件下,圆棒、方棒和扁棒受到的最大静摩擦力各不相同.用水平面上颗粒分层、对称分布模型对实验结果进行了定量分析.     

叠阵巴条指向性对空心导管耦合系统的影响（英文）

在空心导管泵浦耦合系统中,测量了激光二极管叠阵中巴条的实际指向性,并带入仿真建模中,以便获得更准确、更优的模拟结果。与采用理想巴条指向性的模型模拟结果相比,耦合系统的耦合效率降低了11.2%。同时,带入实际指向性的模型模拟结果,具有更大的能量传输损耗和调制更深的泵浦光场分布,且该仿真模拟结果与实验结果相符。结果表明,在空心导管耦合系统设计中,带入实际巴条指向性模型是获得精确模拟结果的必要条件。     

叠阵巴条指向性对空心导管耦合系统的影响

在空心导管泵浦耦合系统中,测量了激光二极管叠阵中巴条的实际指向性,并带入仿真建模中,以便获得更准确、更优的模拟结果。与采用理想巴条指向性的模型模拟结果相比,耦合系统的耦合效率降低了11.2%。同时,带入实际指向性的模型模拟结果,具有更大的能量传输损耗和调制更深的泵浦光场分布,且该仿真模拟结果与实验结果相符。结果表明,在空心导管耦合系统设计中,带入实际巴条指向性模型是获得精确模拟结果的必要条件。     

厅堂声学计算机模型的应用(英)

此处所介绍的厅堂声学计算机模型计算了房间和多功能厅的声学响应。这个模型是以房厅的三维表示为基础的。每个墙面都赋予一个吸声系数,并且分成更小的单元。首先计算了单元间影响系数所组成的矩阵。对于给定的声源,可以计算每个单元收到的能量,产由此定出房厅内任一点的声级,这样又能够算出（ａ）随距离变化的衰减,（ｂ）在任一平面上的声照度,和（ｃ）任一点所收到声能的接收指向性。可以算出房厅内任一被选定点的回波图,作     

有限非均匀空腔障板对换能器指向性的影响

声障板可以改善换能器的灵敏度和指向性,是换能器及基阵设计中必不可少的声学结构。本文建立了有限空腔障板和非均匀空腔障板的模型。利用射线声学的理论,研究了以上两种障板对换能器指向性的影响,结果表明障板的边缘和障板的厚度变化都会影响换能器的指向性。文章最后给出了部分实验结果,理论结果与实验结果基本相符。     

大角度波束扫描的宽带平面阵研究

本文中介绍了一个可以实现大角度波束扫描的宽带平面声基阵,设计了纵向振动与换能器前盖板弯曲振动相复合的宽带换能器作为基元,保证了基阵具有较好的宽带性能。针对基元的自然指向性难以满足平面阵进行大角度波束扫描的要求,本文中采用通道型橡胶反声障板技术来拓宽阵上换能器的单元指向性,从而实现平面声基阵的大角度、宽带波束扫描。在有限元和边界元进行优化设计的基础上,制作了实验样阵。测试数据表明:在工作频段内换能器响应起伏不超过3 dB,12 kHz时阵上基元指向性达到了140°,基阵-3 dB波束覆盖范围可以达到144.4°,最大旁瓣不超过30%。     

大基阵指向性图的合成

本文借助对假想基阵的分析,求出任意形状大基阵指向性图和加权函数的对应关系,导出了加权函数的近似表达式。通过圆弧阵和线列阵两个数值例子,说明运用合成方法能实现预定的设计要求。设计波束宽度存在最佳值。以均匀间距线列阵作了实验验证,波束宽度理论值和测量值一致性较好。     

在太赫兹波段的开口共振环的不同开口形状对透过率频谱的影响

通过对不同开口形状的太赫兹(THz)波段共振环(SRR)的有限时域差分(FDTD)模拟,发现了SRR不同开口形状在发生共振时对开口间距的平均值具有相同的透过率频谱分布的均值效应;并且观察到了在开口边缘很尖的特殊条件下,SRR开口将出现导通现象.此结果可为今后SRR开口工艺设计与质量控制提供参考,也可为SRR工作机理的进一步分析研究提供有关的依据. 关键词： 太赫兹 开口共振环 开口形状 FDTD     

1KeV电子入射单电离氦原子三重微分散射截面的理论研究

用3C模型、DS3C模型对1KeV电子入射氦原子(e,2e)反应中的三重微分散射截面进行了计算,并将理论计算结果与实验数据进行了比较,研究了各种屏蔽效应对散射平面内以及垂直平面内三重微分散射截面的影响,并对三重微分散射截面变化规律进行了探讨.结果表明:各种屏蔽效应对散射平面内三重微分散射截面的贡献可以忽略;而在垂直平面内,这些效应对三重微分散射截面结构存在较强影响;另外,末态出射电子与靶核的相互作用直接影响散射平面内和垂直平面内截面的结构及其变化规律.