双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力*

该文力求寻找一种高效准确检测混凝土构件永存应力的方法。基于声弹性理论提出了一种双横波声速法检测单向受压混凝土构件永存应力的方法,该方法通过测试受力构件第一波速和第二波速,以第一波速和第二波速的平方差为基础构建综合声学参数来检测单向受压混凝土构件永存应力。所述第一波速为声波传播方向与应力方向垂直、质点振动方向与应力方向平行的横波波速,第二波速为声波传播方向及质点振动方向均与应力方向垂直的横波波速。实验结果显示,该声学参数用于检测混凝土单向受压构件永存应力的效果与使用单一声速参数相比,对应力的敏感性有所提高,受混凝土黏滞性及材质离散性的影响更小,并且测试结果基本不受温度和湿度变化影响。     

温盐深剖面仪与Argo数据的冬季印度洋 声速剖面分析*

通过某一次在东南印度洋调查工作中获得的17站位温盐深剖面仪(CTD)数据,因其表层0~10 m数据缺失,选择利用卫星遥感的海表面温度产品与中国Argo实时资料中心提供的全球海洋Argo网格数据集(BOA_Argo)中逐年月平均数据做比较,发现BOA_Argo数据集反推得到的表层温度是比较准确的。再将CTD数据与对应时间和测区内的BOA_Argo数据集的两种数据进行对比,对缺失的CTD数据进行合理的外延。因此,该文首先对缺失的4个站位的温度和盐度进行外延,然后根据Dell Grosso声速经验公式计算声速剖面,再外延到与BOA_Argo网格资料数据等深。研究结果表明CTD数据与BOA_Argo数据集中逐年月平均数据的声速剖面吻合得更好,其总体均方根误差为0.7544 m/s。     

浅海内波环境下声场时间相关特性*

浅海内波是导致声场时间相关半径减小的一个重要原因,利用2015年南海声传播起伏实验,对比分析了线性内波以及孤立子内波环境下声场时间相关半径的统计特性。实验数据表明大振幅孤立子内波的存在极大的降低了声场的时间相关半径,声场时间相关半径从线性内波环境下的1小时-3小时,降低为孤立子内波环境下的小于20分钟。利用RAM程序仿真模拟了内波环境下的声场时间相关半径,理论预报结果与实验结果相符。     

散热片对变压器声辐射的影响及优化分析*

油浸式配电变压器表面布有大量散热片结构,使得油箱振动声辐射变得复杂。该文研究了散热片结构对油浸式变压器辐射声场的影响,在此基础上提出了散热片结构尺寸的优化措施。建立了考虑流固耦合的变压器振动和声学分析模型,提出了散热片声场效应评判准则,基于模态分析和频响分析探讨了散热片对变压器振动声辐射影响的振动效应、声源效应和声障效应。实验数据和仿真分析结果表明,变压器散热片对变压器振动声辐射的影响不可忽视,尤其是声源效应。采用遗传算法对散热片分布和尺寸参数进行优化分析,计算结果表明,通过优化散热片可以有效降低变压器表面均方振速和辐射声功率,可为变压器噪声控制和优化提供依据。     

利用声衰减反演气泡群分布的方法研究

通过测量含气泡水的声衰减反演气泡群参数是获取水中气泡分布的重要方法,但是经典方法忽略了较高浓度气泡水中的强频散特性和气泡振动参数的改变,导致反演较高浓度气泡群分布时会产生巨大误差.为解决这个问题,本文基于等效媒质理论建立起了声衰减和相速度的联系,并考虑了含气泡水平均量对气泡阻尼系数和共振频率的影响.在此基础上,通过将反演气泡分布和修正相速度及气泡振动参数交替迭代的方法,有效地消除了高浓度气泡水中由频散和气泡振动特性改变引起的误差.与实验数据对比发现,气泡群孔隙率达到10^-5时,考虑含气泡水的频散特性会显著降低反演误差;而当气泡群孔隙率达到10^-3时,气泡阻尼系数和共振频率的修正会对反演结果变得重要.本文方法在反演孔隙率为10^-3-10^-2的高浓度气泡群时,仍有较好效果,这可为获取水下较高浓度气泡群分布提供方法借鉴.     

Effect of a novel green modification of alumina nanoparticles on the curing kinetics and electrical insulation properties of epoxy composites

A novel green surface modification was successfully implemented on alumina nanoparticles using chitosan (CS) to prevent nanoparticles' aggregation. To evaluate the surface changes of nanoparticles, FTIR, TGA, TEM, and SEM analyses were used. The cure kinetics of the uncured samples was analyzed by DSC. Different methods such as KAS, Friedman, Starink, and FWO were applied to measure the activation energy. The activation energy of epoxy reinforced with chitosan-functionalized alumina (epoxy/[CS-EPO-alumina]) was less than that of epoxy reinforced with alumina (epoxy/alumina), which was a confirmation of the positive effect of CS on curing reaction kinetics. Using the Malek method, the Sestak-Berggren autocatalytic equation was chosen to investigate the cure kinetics of the epoxy. It was found that the Sestak-Berggren equation is well matched with the experimental data and the model was suitable to predict the epoxy curing reaction reliably. Moreover, the glass transition temperatures of all samples were approximately the same. The effect of surface modification of alumina on the electrical insulating behavior of epoxy was also studied. It was found that CS functionalized alumina (CS-EPO-alumina) increased volume resistivity of epoxy at a temperature range of 30 to 80°C more than that of alumina. Electric stability and breakdown strength of epoxy/alumina and epoxy/(CS-EPO-alumina) also enhanced, where epoxy/(CS-EPO-alumina) experienced a further increase compared to epoxy.     

超声聚焦探头在固体中辐射声场的动态光弹测量方法

超声聚焦探头在声场聚焦区域具有很高的检测灵敏度和分辨力,是工业超声检测中常用的探头。聚焦探头在固体中的聚焦特性直接影响检测效果,其传统测量方法通过水中聚焦参数间接换算而来,结果存在一定的误差。动态光弹法可以直接观测透明固体中的探头辐射声场,具有直观、无反射体或水听器的浸入影响、全场观测等特征。进一步采用圆偏振光并结合Senarmont补偿法,可精确测量透明固体中探头辐射声场的绝对应力分布,给出聚焦探头在固体中的聚焦参数,包括焦距、焦柱长度和焦斑宽度。实验测量结果与有限元仿真计算及小球反射法测量结果吻合较好,表明了动态光弹法定量测量聚焦探头辐射声场的可行性。     

两扬声器虚拟声重放的双耳声压控制与定位性能

在两扬声器虚拟声重放中,通过精确重构双耳声压而产生不同的空间听觉感知。其重放的定位性能应该是由双耳声压控制的代价和稳定性所共同决定的。过去研究主要对双耳声压控制的稳定性进行分析,并以此作为扬声器布置和信号处理的依据。该文研究表明仅对双耳声压的稳定性分析是不足以完全衡量扬声器虚拟声重放的定位性能的。进一步采用虚拟声信号处理滤波器响应平均功率对双耳声压控制的代价进行分析。结果表明,缩窄左右对称扬声器布置的张角或采用非对称扬声器布置会明显增加产生侧向目标虚拟源时的双耳声压控制代价。虚拟源(虚拟声像)定位实验表明,双耳声压控制代价增加会引起虚拟源定位缺陷。实际应用中,为了有效产生侧向虚拟源,应避免采用过窄张角(如立体声偶极)和非对称的扬声器布置。     

球壳换能器电声效率测量方法及声场特性分析

在高强度聚焦超声治疗系统中,换能器的电声效率是治疗剂量控制中的重要参数,其在焦域附近的声场分布同样重要。该研究以球壳聚焦换能器为研究对象,基于辐射力天平法与平面扫描法进行输出声功率的测量,同时测量其激励电功率后计算得到电声效率,并就其声场特性分布以及存在的非线性传播现象进行了简单阐述。两种测量方法测得的电声效率在声学计量的误差允许范围内,实验结果表明两种方法在测量球壳聚焦换能器输出声功率时具备较好的一致性。     

基于定量分析的气固两相流声速模型综述

声波法是多相流测量的一种有效方法,可靠的声速模型是其中时差法等测量的理论基础。该文系统总结了国内外不同学者所建立的气固两相声速模型。为直观地呈现其差异、发展与局限,该文以颗粒相浓度的影响为例,采用模拟计算和实验测量相结合的方法对其中不同典型声速模型进行了定量分析与比较。结果表明,传统的拟均相介质模型声速随颗粒浓度变化,与在其基础上考虑声波特性的改进模型,以及分别基于相间耦合和颗粒散射的声速模型差异均较大,且显著偏离实验测量值。其主要源于传统的拟均相介质模型未考虑两相间相对运动的影响;而考虑相间相互作用的声速模型间虽有不同差异,但均与实验测量值较为接近,根据稀相区实验研究,所得声速值均较实验值偏小。