人头散射对虚拟声屏障的性能影响分析

在噪声来自于多个方向的普通房间中,通过立体结构的虚拟声屏障(Virtual Sound Barrier,VSB)系统能够产生比人头大的静区。实际应用中人头处于系统包围的静区内,必须考虑人头的散射作用对系统的影响。数值模拟表明,由于人头的散射作用,在人头附近,声压降低量分布更为均匀,系统性能可能变好也可能变坏,与误差传感器包围区域的半径及噪声频率有关。系统性能随系统物理配置的变化趋势,与未引入人头时是一致的。人头可以在系统包围的静区内移动,随着人头偏离系统中心,降噪效果会下降,但即使人头偏离至系统包围静区的边缘,仍有10 dB以上的降噪。实验给出一种实用的圆柱状分布的16通道的VSB系统,引入人头后系统性能变好了。当人头在该系统包围的静区内移动时,即使频率达到500 Hz,降噪效果最差仍达13.3 dB。     

复杂声学环境中人耳附近空间有源降噪研究综述

复杂声学环境中人耳附近空间降噪是有源噪声控制研究的重要课题,目前采用的主要方法为有源降噪头靠(AHR)和虚拟声屏障(VSB).本文简述AHR与VSB的发展历史和研究现状,介绍其物理原理和设计方法,评述其在实际应用中的优缺点,讨论了目前存在的问题与未来相关的研究方向.已有理论、数值仿真和实验研究验证了相关技术在人耳附近空间产生静区的可行性. AHR系统需要较少控制源,系统相对简单易实现,但静区范围较小,结合虚拟传声器技术和人头跟踪技术后可实现随人头移动的静区,降噪频率可达中高频; VSB产生的静区范围较大,但控制源个数较多,系统复杂和成本高,可通过代价函数和控制源优化,以及主被动混合控制技术来提高有效降噪频率范围和减少控制源个数.     

鲁棒性有源头枕系统的设计方法*

为了降低舱室内休息区域乘客双耳处的低频宽带噪声,采用最优维纳滤波器的设计准则,设计出一种基于局域空间有源降噪的多通道前馈有源头枕系统。实验对比了人工头在不同位置处和不同转动角度时两通道和四通道有源头枕系统在人耳处的降噪效果;进一步地,针对人头转动时控制效果变差的情况,提出了一种低复杂度的鲁棒性算法。仿真和实验表明,通道数量增加可使该系统在人耳附近获得更大的降噪量,使用鲁棒性算法的头枕系统在人头转动时有更好的控制性能。     

有源声屏障中误差传感器的位置优化

有源声屏障利用有源控制系统提高声屏障低频段的降噪效果。有源控制系统中误差传感器的位置对整个系统的降噪效果有较大的影响。通过数值模拟和实验研究误差传感器的位置优化问题,得出了有源控制系统中误差传感器摆放位置的两条结论:(1)所介绍的三种摆放中,误差传感器的位置在次级声源的正上方时,有源控制系统在屏障后方声影区引入的新增插入损失最好,特别是对于距离屏障较远的区域;(2)当误差传感器的位置在次级声源的正上方时,误差传感器与次级声源间的距离存在一个最优距离使得屏障后方声影区的衍射声得到最好的降低。     

带有光控照明系统的公路隔音墙的设计与制作

 隔音墙是设置在声源与受声点之间来阻隔声音的障碍物,也称声屏障。在公路上设置隔音墙是从传播途径上控制噪声的一种有效方法。当临街的建筑物窗外1m处白天噪声声压级超过70dB,夜间超过55dB,就应采取降噪措施。最早使用隔音墙的国家是日本,起步于20世纪60年代。我国第一次启用隔音墙是在80年代末的贵黄公路上。     

一种有源头靠系统中虚拟传声器技术的改进方法

对人头移动导致有源头靠降噪效果下降的问题进行了理论分析,得到了残余噪声的预测表达式,提出了一种通过设计次级通道模型改进虚拟传声器技术性能的方法。分析表明,人耳位置处降噪量取决于虚拟传声器方法中采用的次级通道模型与人头移动到不同位置处的真实次级通道之间的匹配程度。通过设计合理的次级通道模型,可有效扩大人耳获得有效降噪量的人头允许移动范围。仿真分析和实验结果验证了该方法的有效性。     

虚拟声屏障在变压器低频降噪中的实验研究

针对开口房间内的变压器,在开口处布放若干扬声器和误差传声器构成虚拟声屏障,实验研究了虚拟声屏障对通过开口向外辐射的低频线谱噪声的控制效果。将15个次级源近似均匀分布在面积为2 m′ 2.7 m的开口面上,左右间距约58.5 cm、上下间距45-65 cm,15个误差传声器分别位于对应的次级源正前方1 m,系统采用自适应谐波降噪算法。结果表明：虚拟声屏障系统在误差点100 Hz、200 Hz和300 Hz的平均降噪量分别达到12.7 dB、19.9 dB和22.2 dB,虚拟声屏障对100 Hz、200 Hz、300 Hz线谱噪声的控制效果与单层封闭窗户相当,且内部合成参考信号,无需外接参考传声器。采用虚拟声屏障对开口房间内的变压器降噪的好处是实现室内外的自然通风,便于变压器的散热。     

襟翼侧缘噪声机理及修型降噪设计

襟翼侧缘噪声是飞机起降阶段机体噪声的重要噪声源。采用极大涡模拟对襟翼侧缘非定常流场进行数值模拟,分析其噪声产生机理.基于此,提出了两种襟翼侧缘修型方式,应用虚拟渗透面的Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H)声比拟方法将修型构型的远场噪声频谱特性和指向性与基准构型对比分析,研究其降噪效果。通过流场和声场的数值模拟表明,襟翼侧缘噪声属于宽频噪声。不同的襟翼侧缘形状改变了流场形态、侧缘涡结构以及涡系的发展过程,进而对声源分布和远场噪声特性产生影响。结果表明:在给定的5°计算迎角下,两种襟翼侧缘修型方式在保证增升装置的原有升阻气动特性的前提下,能达到减小全场总声压级1~2 dB的降噪效果。      

用于开口声辐射控制的虚拟声屏障实现 方法及机理研究*

建筑物通常留有开口以便人员物料的进出及室内的自然通风采光,但这些开口也是噪声传播的途径。传统被动噪声控制方法需要将开口封闭,且对低频噪声的控制效果不好,故引入有源噪声控制技术降低室内声源通过开口的声辐射。基于惠更斯原理,均布开口的次级源和误差传声器构成的平面型虚拟声屏障可以实现对开口声辐射的有效控制,数值仿真和实验已证明其有效性。将次级源安装在开口边界更有利于保留开口的功能且方便实际安装,但这样的单层边界虚拟声屏障降噪效果存在上限,仅能在低频段实现全局控制。和单层边界次级源相比,双层边界次级源可显著提高降噪量和有效降噪频率上限。该文回顾了开口声辐射有源控制的相关工作,并讨论了未来可能的研究方向。     

一种用于主动降噪耳机的权重滤波误差信号滤波-x最小均方算法*

针对传统FxLMS算法前馈自适应主动降噪耳机系统因果性条件不足时在宽带噪声环境中产生的高频噪声抬升问题,该文引入权重滤波误差信号FxLMS算法用于抑制高频噪声的抬升,但该算法带来了低频降噪量不足问题。因此,进一步提出将固定系数混合控制器与权重滤波误差信号FxLMS算法结合,在解决高频噪声抬升问题的同时,保证了良好的低频降噪量。基于DSP平台实现了提出的主动降噪耳机方案。实验证明,该方案针对宽带和单频等噪声都取得了较好的降噪效果。