大功率调制气流声源阵列的相干合成实验研究

完成了调制气流声源阵列的相干合成实验. 提出了利用主动相位控制方法实现调制气流声源阵列相干合成的思路, 介绍了基于随机并行梯度下降算法的声源阵列相干合成的原理. 对利用该算法实现声源阵列的相干合成进行了数值模拟, 完成了双调制气流声源阵列在远场的相干合成实验, 并给出算法参数的合理设置方案. 实验结果显示, 基频成分的相干合成效果明显, 算法收敛时测点处的声压级相比单源发射增加了4 dB, 接近于各单源功率谱中基频成分相干合成、其他频率成分非相干合成的结果; 结果表明实验中算法能够有效控制各调制气流声源辐射声波的相位, 取得了明显的相干合成效果. 关键词： 调制气流声源 相干合成 随机并行梯度下降 高阶谐波     

碎片云的毁伤潜力

提出了超高速碰撞研究的工程算法模型,并采用该模型来模拟弹丸超高速撞击薄板形成的碎片云对后靶的破坏毁伤情况,与超高速碰撞实验相比较,数值模拟结果与实验结果较为一致。采用的工程算法模型很好地描述了超高速碰撞现象,定性地给出了碎片云的毁伤潜力。     

一维亥姆霍兹共振腔声子晶体中缺陷模式的实验研究

基于亥姆霍兹共振腔单元设计并制作了一种一维局域共振型声子晶体, 针对结构中存在点缺陷的情况, 进行了实验研究. 实验结果表明, 由于点缺陷的存在, 局域共振型声禁带中出现了缺陷模式, 并且在缺陷单元周围引起了能量的局域现象, 与理论结果符合较好. 缺陷单元从两个不同的方向趋近于完美单元时, 缺陷模式分别按照不同的规律变化, 但是越靠近禁带边缘, 所局域的能量就越多. 另外, 当缺陷单元共振频率小于完美单元共振频率时, 局域能量主要集中在声波导内; 反之, 局域能量则主要集中在共振腔内. 本研究对设计新型低频声滤波装置及高声强集中装置具有一定意义. 关键词： 亥姆霍兹共振腔 声子晶体 缺陷模式 能量局域化     

A theoretical estimation of the pre-breakdown-heating time in the underwater discharge acoustic source

One of the common characteristics of the electrothermal breakdown in an underwater discharge acoustic source(UDAS) is the existence of a pre-breakdown-heating phase.In our experiment,two phenomena were observed:(1) the breakdown time that takes on high randomicity and obeys a "double-peak" stochastic distribution;(2) the higher salt concentration that reduces the residual voltage and causes 100% non-breakdown.The mechanism of electrothermal breakdown is analysed.To specify the end of the pre-breakdown-heating phase,a "border boiling" assumption is proposed,in which the breakdown time is assumed to be the time needed to heat the border water around the initial arc to 773 K.Based on this ’border boiling’ assumption,the numerical simulation is performed to evaluate the effects of two heating mechanisms:the Joule heating from the ionic current,and the radiation heating from the initial arc.The simulation results verify the theoretical explanations to these two experiment phenomena:(1) the stochastic distribution of the radius of the initial arc results in the randomicity of the breakdown time;(2) the difference in efficiency between the radiation heating and the Joule heating determines that,in the case of higher salt concentration,more energy will be consumed in the pre-breakdown-heating phase.     

连续波主动声呐的直达波抑制处理方法研究*

针对连续波主动声呐面临的强直达波干扰掩蔽目标回波的问题,该文在双基地配置已知的前提下,提出基于声屏蔽和常规方向零陷的联合抑制方法。即在精确的发射点声屏蔽的基础上,利用常规方向零陷技术减少声源附近方位的能量影响,从而达到更好地消除强直达波干扰的目的。仿真结果表明,在极低的信干比条件下,联合抑制方法比声屏蔽方法、常规方向零陷方法具有更好的干扰抑制性能。该方法可以有效减少连续波主动声呐的直达波的影响,在时间-距离模糊度图上得到清晰的目标位置。     

266 nm飞秒激光烧蚀单晶硅的分子动力学模拟

 基于Stillinger-Weber(SW)势和“x-分区”模型,用分子动力学方法模拟了266 nm飞秒激光烧蚀单晶硅的过程,给出了烧蚀过程的物理图像,烧蚀过程中材料内部缺陷的产生与发展最终导致整层材料被移除。对比研究了烧蚀材料中不同区域粒子的运动轨迹,结果体现了在固、液、气不同状态下粒子的运动特征。模拟了激光诱导应力波的传播,其速度为8.18 km/s。     

基于Rayleigh-Bloch模式的单层结构弯曲声波导

基于一维声栅中的Rayleigh-Bloch(RB)模式基本特点,设计了一种单层结构弯曲声波导.利用有限元方法从时域和频域两方面验证了弯曲声波导的有效性,RB模式波可以沿着波导的弯曲界面传播.研究发现,由于采用了环形结构基本单元,在该波导中存在两种传播模式,分别对应能量局域在单元间(模式-1)和单元内部(模式-2)两种情况.其中,模式-2声传输效果更佳,几乎可实现无损传输.时域研究中分别采用了调制脉冲和高斯脉冲两种信号形式,分析了它们在弯曲声波导中的传输过程.由于波导中只允许RB模式波传播,因此对于宽频信号来说,可起到滤波的效果.并且,不同模式(频率)的信号会出现在声波导的不同位置,所得结果对于声波定向传输、声探测与识别等研究具有理论与应用价值.     

基于单焦点扫描的聚焦超声相控阵列波形分集方法

波形分集方法可以用于优化超声相控阵列的声能沉积分布。本文阐述了波形分集方法用于超声热疗的声学理论背景,将发送声波时间内目标区域的声能沉积看作是不同位置的单焦点能量按一定时间规律累积的结果,提出了基于单焦点扫描的波形分集方法。该方法将声能沉积分布的优化问题建模为线性规划问题,可以方便求解出各单焦点扫描时间的比例系数,用于设计发射波形。与已有的方法相比,该方法对应的物理实现过程更清晰,计算量更小,并可直接综合出满足恒模条件的发射波形。从仿真结果中看到,该方法可将声场能量均匀的集中在预定区域,并在该区域外保持较低的能量沉积,能有效优化声能沉积的分布。      

晶粒度对纯铝动态力学性能的影响

通过热处理方式制备了3种不同晶粒度的纯铝样品。利用分离式霍普金森压杆加载装置测量了3种纯铝在应变率102～104 s-1范围内的应力应变曲线。实验曲线表明,纯铝的屈服应力和流动应力随晶粒度的增大而减小;根据实验数据拟合了纯铝在动态下的Hall-Petch公式。同时采用一级轻气炮对3种纯铝进行了层裂实验,结果表明晶粒度对纯铝的层裂特性几乎没有影响。