基于平面声源进行结构声辐射有源控制的实验研究

采用分布式平面声源作为次级声源,对振动钢板的声辐射进行了抵消实验,验证了以往研究中的一系列关键理论。实验研究结果表明:一个平面声源可以控制钢板奇-奇模态的声辐射,两个平面源可以控制结构偶-奇或奇-偶模态的声辐射,同时也可以控制结构奇-奇模态的声辐射;平面声源的面积和布放位置对降噪效果有重要影响,采用单个平面声源控制时,平面声源面积越大,控制效果越好;基于近场声压的误差传感策略是有效可行的,实际中,将近场测量面的声功率作为有源控制的目标函数与总声功率作为目标函数是一致的;控制后远场声压和声强都得到有效降低,部分区域的声能向声源流动,近场声压及声强分布也发生显著变化。     

门窗隔声的现场测量

在测量大片墙面上的局部构件如门和窗的隔声性能时,往往比较困难。通常的测量结果只能说明门窗与墙的组合体的隔声效果,而且有时在门或窗一侧空间的声学条件比较特殊,如遇到走道等很不扩散的声场时,规范化的测量方法就不适用。为此,我们曾作了一些考虑和尝试。测量的方法是利用25只直径为20厘米的纸盆扬声器作5×5平面排列,组合成一个强指向性的声源(总电功率75瓦)。声源布置在距门扇3—5米处,面向门扇发声。根据门开和门关时声源室内同一位置上(距门约2米处)的声压级差(L_开-L_关),和该测量点上门开启和关闭时的混响时间T_开和T_关的修正,便可得到该门的隔声量,即     

气膜冷却有效温比与换热系数的瞬态综合测量

一、前言 气膜冷却的基础实验研究可分为两类:稳态实验与短周期实验.稳态实验的气膜冷却效果用绝热壁面的有效温比可η_(ad)表示,η_(ad)=(T_∞—T_(aw)/(T_∞—T_2)。式中,T_∞,T_2分别为主流与射流温度,T-(aw)为绝热壁面的恢复溫度。气膜冷却绝热壁面的换热系数h_f按下式定义:q_f=h_f(T_w—T_(aw))。式中,T_w为壁温。稳态实验结果便于设计时使用,但实验参数较低。短周期实验的气膜冷却效果用等溫壁面的有效温比η_(iso)表示,η_(iso)=     

基于Hilbert变换的水下多源声信号频率的相干探测

为实现水下中低频声信号的探测识别,通过研究水下多声源相干探测信号的特征,理论上给出了相干探测信号频谱混叠情况下的特征表达式,并提出了一种基于Hilbert变换的信号解调处理方法,实现了水下多声源相干探测信号频谱混叠情况下各声源发声频率的解调.该方法将探测信号经过滤波平滑处理之后进行Hilbert变换,得到信号的解析形式,然后对解析信号模值的平方进行二次滤波平滑等处理,分离混叠在一起的频带,将得到的信号进行频谱分析,根据频移值计算得到水下各个声源的发声频率.在光学暗室下搭建激光相干探测系统,对2~6kHz的水下声信号进行实验,实验结果表明,该方法可以有效分离探测信号中混叠在一起的信号频带,并准确提取各水下声信号的发声频率,频率提取重复性不大于2.5Hz.     

时间及通道双维序列注意力音乐声源分离方法

针对音乐中乐器声源表征特异性不足的问题,结合乐器声源与曲式内容相关的结构特征,提出了双维序列注意力/时域端到端音乐源分离方法。首先,由于各乐器声源在曲式不同部分的出现具有显著规律性,因此从时间及特征通道两个维度,对特征基函数进行差异化注意力加权。其次,在损失函数中引入频率多分辨因子,同时从时域及频域衡量分离后声源和理想声源间的差异。在MUSDB18数据集上的实验结果表明,同时强调声源的时域曲式结构特征和离散谐波特征,可以进一步改善乐器声源分离效果。与目前最先进的时域端到端音乐源分离方法 Demucs相比,信噪比指标提升了0.40 dB,且在鼓和低音等声源的分离上表现尤为突出,鼓声源信噪比指标提升0.13 dB,低音声源信噪比指标提升0.60 dB。充分利用声源的语义内容及声学特征等多维度先验知识,可以进一步提升声源表征的特异性,从而提升声源的可分离程度。     

息肉与麻痹喉声源分类中非线性动力学发声系统模型研究

提出一种非线性动力学建模仿真发声系统,分类息肉和麻痹喉声源的方法,为声带疾病分类时参数选择提供了依据。首先介绍息肉和麻痹声带力学模型,耦合声门气流产生喉声源,求取喉声源频率(基频)、基频微扰;提出用庞加莱截面,分岔图对模型振动进行非线性分析;改变声带病理参数及声门下压,分析频率参数和混沌参数李雅普诺夫指数的变化。仿真实验结果表明,声带麻痹减小了发声基频,且只在一定压力范围内出现混沌振荡;息肉声带的混沌则分布在整个压力范围内。根据最大李雅普诺夫指数随声门下压变化的差异性分布,有助于识别并分类声带息肉和声带麻痹。      

息肉与麻痹喉声源分类中非线性动力学发声系统模型研究

提出一种非线性动力学建模仿真发声系统,分类息肉和麻痹喉声源的方法,为声带疾病分类时参数选择提供了依据。首先介绍息肉和麻痹声带力学模型,耦合声门气流产生喉声源,求取喉声源频率(基频)、基频微扰;提出用庞加莱截面,分岔图对模型振动进行非线性分析;改变声带病理参数及声门下压,分析频率参数和混沌参数李雅普诺夫指数的变化。仿真实验结果表明,声带麻痹减小了发声基频,且只在一定压力范围内出现混沌振荡;息肉声带的混沌则分布在整个压力范围内。根据最大李雅普诺夫指数随声门下压变化的差异性分布,有助于识别并分类声带息肉和声带麻痹。     

钙钛矿型La_(1-x)Ce_xMnO_3对CH_4、CO和H_2的催化燃烧

用溶胶凝胶法制备了钙钛矿型LaMnO_3催化剂,研究了铈替代部分镧对催化材料性能的影响。用XRD、SEM和比表面积等手段对催化剂进行表征,并研究了催化剂对CH_4、CO和H_2的催化活性。实验结果表明:LaMnO_3中掺杂10%的铈,可以增加催化剂的比表面积并保持纯钙钛矿相,还提高了对CH_4和CO的催化活性。La_(0.9)Ce_(0.1)MnO_3在空速48000 h~(-1)下,T_(10)为417℃,T_(90)为572℃;在CO的催化燃烧中T_(90)为249℃;La_(0.9)Ce_(0.1)MnO_3和LaMnO_3对H_2的催化活性接近,T_(90)为260℃。     

运动声源快速定位的声达时差法

针对声达时差法只能用于非运动声源定位的问题,本文提出一种运动声源快速定位方法。该方法以声达时差为基本定位原理,基于声源计算位置对多普勒效应进行解耦并进行声信号多普勒效应修正,根据三角定位方法构建声传播空间矩阵,以声源位置偏差度为目标基于单纯形优化搜索算法进行声源位置快速逼近,实现了对匀速直线运动的单声源的定位追踪,提高定位实时性。该方法将声达时差法拓展到运动声源的定位,同时解决了消除多普勒效应带来的计算过程复杂、运算量大的问题,仅用4个传声器就可实现运动声源的快速定位,突破了传统运动声源识别中对大传声器阵列的依赖。仿真实验和实车运动声源识别实验结果证明了该方法的有效性,本研究为短时发声运动声源的识别提供了一种简便、高效的方法。      

演示实验改进两则

1“声音的发生和传播”实验改进九年义务教育三年制初级中学教科书物理第一册演示“声音的发生和传播”的实验，是用泡沫塑料球被弹起后的振动来显示发声物体叉股的振动，由于球的弹性度较差，演示实验效界不明显，而“一切发声体都在振动”和“空气可以传播声音”都是靠这两个     

音叉共鸣实验成功的关键

用音叉演示声音共鸣的过程是：取两个频率相同的音叉A和B，将它们插在共呜箱上摆放在一起．用橡皮糙敲击音叉A的叉股，使音叉A发声．过一会儿，用手按住音叉A的叉股，使它停止振动，这时音叉A不发声了，却听到音叉B在发声．实际作这个实验时，因音叉选取不当，或操作方法不妥，音叉B发出的声音因响度不够，实验效果很不明显，根据经验，共鸣实验演示成功的关键，应注意以下几点．1．音叉和共鸣箱选取要合理．发生共鸣时，原先不发声的音叉必须从声波中获得足够大的能量，才有较大的响度，共呜声才明显，因此实验时应选用发声功率较大的…     

次级声源优化布放的局部空间有源降噪

针对区域有源降噪问题,为获得更优降噪效果,根据实际次级通路传递函数,提出次级声源优化布放的有源控制系统并详细比较了两种次级声源优化布放算法与次级声源均匀布放的实际降噪效果。应用的第一种次级声源优化算法是l2范数约束的约束匹配追踪算法,第二种次级声源优化算法是l1范数约束的稀疏正则化方法。在全消声室中利用扬声器线阵进行多通道有源降噪实验研究,实验结果表明,在200~1000 Hz,次级声源优化布放的控制系统的平均降噪量比次级声源均匀布放的控制系统的平均降噪量多5 dB左右;在1100~1900 Hz,次级声源优化布放的控制系统的平均降噪量比次级声源均匀布放的控制系统的平均降噪量多11~13 dB左右,次级声源优化布放的控制系统的降噪量分布更加均匀且次级声源输出能量更小。此外,两种优化算法中,稀疏正则化方法的降噪效果更佳。     

各种水下声源的发声机理及其特性

扼要综述了现有的七种水下声源产生技术,包括炸药爆炸声源、电声换能器声源、参量阵声源、流体动力式声源、电磁式声源、激光声源和等离子体声源。分析了这些声源的发声机理,结合其性能特点阐述了在实际中的不同应用,并对等离子体声源的机理、特点和实际应用进行了重点分析。列表归纳总结了各种水下声源的原理、主要性能和应用范围,为水下声源的应用拓展提供了依据。     

关于热声不稳定性现象的一种控制方法

本文通过一个电加热镍铬丝作为热源的Rijke管实验装置,观察了电热丝在管中相对位置变化引起的不稳定发声声压级变化情况,并且研究了穿孔板加环形背腔这种结构对Rijke管不稳定发声的控制效果.通过实验可以发现,穿孔板的存在可以降低不稳定发声的强度,或者其不再发声而稳定.同时,证实了背腔中偏流的存在可以加强对热声不稳定的控制效果.     

基于声音的跟踪摄像的初步研究

仿照生物的趋声性,可以实现摄像头追踪拍摄一个不在其视场范围内的声源;依据图像处理技术,可以精确定位在摄像头视场内的声源。将这两种技术结合起来,建立了一套实验系统。从利用声源发出的声音信号传输到两个分开一定距离的声音探测器上的时间差初步定位声源,再利用声源的运动规律使用图像处理技术识别并精确定位声源,通过系统与PC机间的实时通信和回转部件带动声音探测器和摄像头一起做精确灵活的转动,摄像头最终对准了声源。实现了基于声音的跟踪摄像过程。     

典型深海声场频率-距离干涉结构分析及实验研究

基于射线理论分析了在典型深海情况下声源与接收水听器位于海水表层时声场频率-距离干涉结构,给出了直达声作用区与影区情况下声场频率-距离干涉结构的近似理论表达式。数值仿真与实验结果表明:在直达声作用区内,由直达声与海面一次反射声形成声场干涉结构,频率域干涉周期为该两条声线到达时间差的倒数;在影区内,由声源-海底-接收器、声源-海面-海底-接收器、声源-海底-海面-接收器和声源-海面-海底-海面-接收器四条声线形成声场干涉结构,声强随着频率具有两种干涉周期,分别随着声源深度、接收水听器深度的增大而减小,并与收发距离有关。本文给出的理论表达式可以较好的解释实验观测到的声场频率-距离干涉结构。      

有源头靠系统中次级声源和控制电路的参数优化研究

在有源头靠系统中,针对次级声源和控制电路两部分对模拟反馈有源控制系统(ANC)参数进行优化。为了达到更好的噪声抑制效果,次级声源的有效辐射频带应和待控制噪声的主要频谱相近,在使用电动扬声器作为次级声源时,其谐振频率应在要控制噪声频谱的下端。在优化控制电路参数时,根据经典控制理论提出合适的目标函数,通过差分演化算法进行优化。在有源头靠系统中,可通过适当调整两通道间距离,或将两通道间耦合纳入参数优化算法中,以保证系统稳定性和抑制"水床效应"的影响。模拟和实验表明两种方法各有利弊。在实际应用中需根据不同需要采用不同的优化方法。     

调制气流声源的原理

利用气流调制以产生声音是一个比较有效的方法。人的发声器官、旋笛、电动气流扬声器以及一般哨子等都是根据这个原理。气流声源的特点是效率高,功率可以很大,有实用价值。关于气流声源的发声原理,过去已有一些讨论,但有的是过分简化,有的比较细致,但又过于繁复,不便计算。本文从气体动力学的基本原理出发,求得气流声源的气流-压力特性,并用图解法求得在给定气室压力和气流喷口面积比的条件下声辐射特性的方法,考虑到气流声源的气流特性和辐射关系都是非线性的,但是辐射声功率主要由基频决定,从而用近似理论求得了声功率、气流产额和气流效率的简单表达式,和严格理论的结果相比,误差不到1分贝。文中把结果画成图表以便计算,并讨论了最佳设计的问题。     

大空间人群声学模型

经典扩散声场理论难以适用于大空间建筑。为了探究大空间建筑中人群分布对声场的影响,本文用模拟与实测相结合的方法,提出了一种适用于大空间的人群声学模型,得到了确定等效声源和人群声源的简化方法,以及人群密度与声压级之间、人群总数与发声人数之间的关系。用实测数据对该人群声学模型进行了验证。     

空间有源消声器研究

本文从理论和实验两个方面分析了次级声源的辐射特性,设计了一种三极子分立声源,引入了次级系统的加速度信号馈给方式,给出并讨论了在消声室与混响室两种极端声学条件下取得的三维低频噪声场的全空间消声效果。