数据驱动下的声学器件音质优化

音质是声学器件声音表现的重要衡量标准.但音质的优化过程需要对大量频点的响应进行协同优化,造成优化问题的可求解性较差.该文提出了一种数据驱动下的声学通道拓扑优化设计方法,可实现声-结构系统中的声频响快速预测,进而借助显式拓扑优化技术实现声学器件的音质优化.通过人工神经网络对结构几何参数、激励频率与声频响之间的非线性关系进行建模,以可移动变形组件(moving morphable components, MMC)法中的结构几何参数、激励频率为输入变量,以声压频响作为输出变量,通过训练多层前馈网络建立了声频响的人工神经网络模型.所得结果可以有效地将目标频带内的声压级范围差从44.89 dB缩小至6.49 dB,相较于传统优化方法,求解速度约为之前的16.3倍,表明了当前方法对音质优化问题的快速求解具有明显效果.     

全数字低温漂差动电容检测技术

为降低微小差动电容检测电路的复杂度，提高检测结果的温度稳定性，提出了一种结构简单，无总移相器、滤波器、解调器的全数字检测硬件平台；然后以此硬件平台为基础，设计了检测结果与检测激励信号幅值无关，无总稳幅及温度补偿电路的检测算法。将该技术应用于某差动电容型电子水平仪进行一次启动长期稳定性试验，结果表明在连续24 h内温度变化达12℃时，水平仪的输出变化不超过±1个字（±0.5″），具有优异的温度稳定特性。该技术还可应用于其他任意采用单频正弦信号进行激励的微弱信号检测，如动调陀螺信号检测、微位移传感器信号检测等。     

三维时间-空间混和有限元

基于分析动力学与分析结构力学在数学理论上的一致性,在有限元分析方面,同时对时间、空间坐标离散组成混和的时空有限元网格.然后利用Hamilton变分原理,取一次变分为零,导出三维混和元列式;混和元列式矩阵的对称性,保证了混和有限元保辛的性质.数值例题表明,时-空混和有限元能灵活地处理多尺度波动问题和变动边界问题.     

半解析对偶棱边元及其在波导不连续性问题中的应用

给出电磁波导的对偶变量变分原理,并采用对偶棱边元对波导的横截面进行半解析离散. 将波导中沿纵向均匀的区段视为子结构,运用基于Riccati方程的精细积分算法求出其出口刚度阵,然后与不均匀区段的常规有限元网格拼装即可对波导不连续性问题进行求解. 半解析对偶棱边元的采用可以在最大程度上对有限元网格进行缩减,并且能够在不增加计算量的前提下任意增加子结构的长度,从而可以将截断求解区域的人工边界设置在距离不均匀区段充分远的地方,极大地减少了近似边界条件所带来的误差. 数值算例证明这种方法具有很高的精度与效率. 关键词： 波导的不连续性 半解析辛分析 对偶棱边元 精细积分