一种用于声源低频性能测试的互易装置

声源的辐射性能是一个重要参数,其测试往往在全消声室、混响室等特殊的环境中进行,而在复杂环境中的性能测试,尤其是低频性能的测试则是一个难题。互易原理广泛存在于线性、无源、稳定的系统中,在许多复杂环境中同样成立,因此提供了一种解决该难题的途径。基于力声互易原理,本文设计了一种双端面的互易装置,通过力电互易实验,验证了该装置的互易性。利用该装置,在全消声环境以及强混响环境中测试了三种不同的声源,测试结果与自由场法测试结果具有较好的一致性,验证了该装置和方法的有效性。     

消声管道声学性能计算的二维等几何有限元方法及应用

将等几何有限元方法应用于消声管道的声学性能计算,使用二维等几何有限元方法求解管道截面的声学特征值,考虑了存在穿孔边界和吸声材料边界的情况,进而使用特征值计算消声管道的传递损失。对包覆式消声管道进行传递损失的计算,结果与二维有限元方法吻合较好.对圆形截面的特征值计算结果表明,在计算量相同的情况下,等几何有限元方法取得了比传统有限元方法更好的计算精度.在不同结构参数条件下对消声管道的声学性能进行计算,结果与三维数值方法吻合良好。方法能够在宽频范围内较好地预测消声管道的传递损失。      

次级源近场和管壁弹性对充液管路有源消声性能的影响EI北大核心CSCD

建立了含次级源结构的充液直管有源消声系统数值模型,重点分析了声激励下次级源近场和管壁弹性对有源消声性能的影响。结果表明:次级源近场为非均匀声场,误差点位于该区域时部分频点控制效果较差甚至放大,而处于声场均匀区域时可使降噪量提高10 dB以上,增加误差点数量可使绝大多数频点的降噪量提高5 dB以上;管壁弹性使次级源与管壁间的耦合较强,非对称分布的次级源容易激起管壁振动,导致降噪谷值的出现,采用对称分布的次级源可显著提升控制效果;增加次级源数量能够提高系统的有源无源复合控制效果,但使得管内声场变得复杂,多次级源模型的有源消声效果随频率升高而有所降低。     

多重散射方法研究轴对称空腔覆盖层的声学特性

发展了一种多重散射方法研究声学覆盖层的半数值半解析模型,分析了影响轴对称空腔结构声学性能的主要能量耗散机制。在球坐标条件下推导出轴对称空腔结构的位移和应力场基函数,通过对空腔表面基函数的数值积分,得到散射波和入射波之间的传输矩阵方程,结合分层介质声传播理论计算了周期性空腔结构覆盖层的反射、透射和吸声性能。研究结果表明;空腔共振是低频能量耗散的主要形式,边界条件对材料空腔结构的谐振特性影响很大,利用双空腔耦合共振可以拓宽材料的低频吸声频带;背衬对材料的高频吸声影响较小,材料的高频能量损耗取决于空腔的散射和波型转换特性。      

复杂谐波信号中响度和谱质心的相互影响——响度和谱质心辨别阈的实验研究

根据阈值测量实验和变化一致性测量实验,在单自变量干扰和双自变量干扰两种情况下量化分析响度和谱质心之间的交互关系。研究发现:(1)复杂谐波信号中谱质心对响度的影响强于响度对谱质心的影响;(2)声音的变化方向对被试判断响度和谱质心的阈值存在影响。研究结果进一步呈现了响度和谱质心的定量特征,为听觉属性交互关系的深入研究提供了新的思路。      

高声压级时多孔金属板的吸声特性研究

针对高声压级下有限厚度多孔金属板在线性阻抗背衬条件下(背衬表面声压与声质点速度为线性关系)的吸声问题,提出了一个描述不同声压级下材料层法向吸声性能的一维模型,并给出求解材料层内部声质点速度的线化与差分方法,以预测多孔金属板在高声压级下的非线性吸声特性。在阻抗管中对两块多孔金属板进行了声学测试,得到了材料层法向表面阻抗和吸声系数随入射声压级变化的实验结果。研究表明:实验与理论预测符合良好,验证了模型与数值方法的正确性。本文所提原理和方法,可用于一般硬质多孔材料。      

充水阻抗管中测量材料声学性能的校准方法研究

提出了一种在充水阻抗管中,应用传递函数测量材料声学性能的三参数校准方法。在双传感器传递函数法的基础上,考虑充水阻抗管中水听器间不一致性和管内结构对声场局部扰动等因素的校准,导出了三个综合的无量纲校准参数。通过改变充水阻抗管中测量面的三个已知反射系数,测量出对应的三个传递函数,可以求出这三个校准参数。在充水阻抗管中分别对水/空气界面和一种水声材料进行了测量试验,应用该方法对测量结果的进行了校准,并对校准前后的结果进行了分析比较。      

突变截面驻波管和极高纯净驻波场的实验研究

突变截面驻波管属于失谐驻波管,即其高阶共振频率不是一阶共振频率的整数倍。通过对STAS的优化设计,利用STAS的失谐性质在一阶和二阶共振频率下激励分别获得了180 dB和177 dB的极高纯净驻波声场。尽管声压级已经很高,但在接下来的对一阶和二阶共振频率激励下的声波波形畸变和谐波饱和情况进行的实验研究中仍然没有观察到谐波饱和现象。与此同时,对三阶共振频率激励下的声场进行了实验研究,由于三阶共振频率激励下的大振幅非线性声场的二次谐波频率接近六阶共振频率,在声压级达到170 dB时观测到了三阶共振频率激励下的声波波形畸变和谐波饱和现象。      

气流扬声器全调制发声方法研究

发展了一种耗气量小和背景噪声低的气流声源新调制模型。建立了全调制气流声源模型,零流量被设置为气流扬声器的静态,音频调制信号经过了去下包络预处理。控制通气量与调制信号成正比,降低气流消耗和减小背景噪声,与四类主要气流扬声器调制方式的效率进行了对比。与半通气调制方法相比较,全调制方法对典型语言广播的气流利用率从5%提高到51.5%,播放正弦波的气流利用率始终保持最大值60%,并使播放声音的信噪比提高15 dB以上。      

特定频带扬声器频响补偿技术

对于基于扬声器阵列的定向声技术,为了保证每个通道具有相同的频率响应,需要采用数字滤波器对每个扬声器单元进行频响补偿。通常采用的扬声器频响补偿技术都是在全频带进行,其对每个频率点的补偿性能具有相同权重。然而对于一些实际场合,有时只要求每个通道在某个特定频段具有相同频率响应,而对其他频段的频响补偿性能要求并不高。本文针对这一应用场景,结合多速率采样方法和滤波器优化设计方法,提出了特定频带的扬声器频响补偿技术。实验结果表明,采用该技术,在相同滤波器阶数下,大大提高了系统在指定频带的频响补偿性能。