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1.
调制气流声源气声转换过程模型研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
为克服已有准稳态理论在高频低速条件下性能预测的偏差和在换能机理假设上的不足,同时为设计者提供预示声源结构与辐射特性之间关系的工具,提出了基于混合气动声学方法的辐射声场仿真模型,分析了典型工况下流场和声场特性,探讨了换能过程的频率相关性.内流场由瞬态可压缩雷诺时均方程描述,SST k-w湍流模型耦合增强壁面函数用于预测喉道壁面流动分离,动网格用于对音圈调制运动建模,FW-H积分计算近距离强声场,讨论了模型关键参数的选取原则.稳态流场计算与实验结果具有较好一致性,气动声场基频与调制频率一致,声信号存在非线性谐波失真.调制频率对换能机理有影响,高频调制下涡流和剪切层的增强使得声场预测中需考虑高阶极子源的贡献.  相似文献
2.
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.  相似文献
3.
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。  相似文献
4.
高东宝  曾新吾 《物理学报》2012,61(18):184301-184301
基于等效介质理论, 提出了具有共焦层状结构的椭圆柱形声隐身衣设计方法. 理论分析与有限元数值模拟表明, 所设计隐身衣依然具有完美隐身衣典型特征, 可使刚性圆柱体散射场明显减小, 并且在隐身衣区域表现出波阵面弯曲的特性, 同时在隐身衣外部波阵面保持不变. 增加隐身衣离散层数可以拓宽其有效工作频带, 改善隐身效果. 由于是一种线变换隐身衣, 隐身效果受到了入射波方向的影响, 只有当入射波方向与椭圆长轴平行时效果最佳. 另外当椭圆柱焦距非常小的时候, 可近似认为是圆柱形隐身衣. 仿真实验结果证明了方法的正确性. 该研究为实现复杂形状声隐身衣提供了一种有效途径.  相似文献
5.
张军  曾新吾  陈聃  张振福 《物理学报》2012,61(18):184302-184302
首先利用高速摄影和压力传感器测量的方法, 对曲面反射式水下强声波脉冲的传播和聚焦过程进行了实验研究.实验研究发现, 椭球面反射罩在起到汇聚声能的作用的同时也将使得强声波脉冲在传播过程中形成负压区, 并由此而引发近场声传播通道上空化气泡群的产生. 在实验结果的基础上, 进一步利用基于Kirchhoff衍射定理的声传播模型和大振幅条件下的QX气泡运动方程, 对强声波脉冲负压区的形成原因及空化气泡的运动过程进行了数值计算和分析. 研究结果表明, 在焦前区, 源于反射罩内表面的"尾波"和出口处的"边缘波"在传播过程中将形成反射波中的负压区; 在焦后区, 源于反射罩顶点的"中心波"在传播过程中将形成反射波中的负压区. 在反射波作用下, 空化气泡体现出了"正压区受压缩并振荡, 负压区膨胀"的运动特点. 在反射波之后, 空化气泡将出现成长、坍缩和回弹等典型的物理过程. 研究结果对曲面反射式水下强声波传播物理规律的认识具有实际意义.  相似文献
6.
王一博  王尚武  曾新吾 《中国物理 B》2012,21(5):55203-055203
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.  相似文献
7.
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。  相似文献
8.
 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。  相似文献
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