声学超表面的非对称声分束特性研究

非对称声分束超表面是由人工微单元结构按照特定序列构建的二维平面结构,可将垂直入射的声波分成两束传播方向和分束比自由调控的透射波,在声功能器件设计及声通信领域具有广泛的应用前景。本文系统研究了一种实现非对称声分束的设计理论和实现方法,基于局域声功率守恒条件研究了声分束器的设计理论、阻抗矩阵分布、法向声强分布、声压场分布等。利用遗传算法对四串联共振腔结构进行参数优化实现了声分束器所需的阻抗矩阵分布,声压场分布表明声波入射到声分束器后在入射侧激发出两列传播方向相反且幅值和衰减系数均相同的表面波,实现了入射侧与透射侧的局域声功率相互匹配。声波经过声分束器后被分为两束透射波,两束透射波的折射角和透射系数与理论值十分吻合,证明了设计理论及实现方法的正确性和可行性。本文的研究工作可以为新型非对称声分束结构设计提供理论参考、设计方法和技术支持,并促进其在工程领域的实际应用。     

基于联合神经网络学习的中文电力计量命名实体识别

随着电力计量业务的不断扩展，迫切需要由业务信息、技术知识、行业标准及其内在联系所组成的电力计量知识图谱，为电网的决策和发展提供更为全面有效的支持。命名实体识别是构建知识图谱的基础。针对电力计量领域需要，结合中文分词技术特点，基于联合学习思想，提出了一种基于联合学习的中文电力计量命名实体识别技术。该技术联合CNN-BLSTM-CRF模型与整合词典知识的分词模型，使其共享实体类别和置信度；同时将2个模型的先后计算顺序改为并行计算，减少了识别误差累积。结果表明，在不需要人工构建特征的情况下，方法的正确率、召回率、F值等均显著优于以往方法。     

基于耦合声场建模的膨胀腔消声器声学性能分析及试验

针对圆柱形膨胀腔消声器三维建模及声学性能分析问题, 提出一种基于切比雪夫变分原理的耦合声场建模方法, 建立三维圆柱形膨胀腔消声器理论模型并搭建试验台架, 传递损失试验结果验证了理论模型的准确性. 将膨胀腔消声器内部声场分解为多个子声场, 基于子声场间压力与质点振速连续性条件, 推导声场耦合变分公式, 构建子声场拉格朗日泛函. 将子声场声压函数展开为切比雪夫-傅里叶级数形式, 通过瑞利-里兹法求解膨胀腔消声器频率、声压响应及传递损失. 计算并对比分析扩张比、扩张腔长度、进出口管偏置对膨胀腔消声器消声性能的影响. 结果表明: 扩张比增大会有效提高消声器在低频段的消声性能, 进出口管的偏置对消声器消声性能影响很小.     

Developing Flexible Quinacridone-Derivatives-Based Photothermal Evaporaters for Solar Steam and Thermoelectric Power Generation

Solar-driven interfacial vaporization by localizing solar-thermal energy conversion to the air−water interface has attracted tremendous attention. In the process of converting solar energy into heat energy, photothermal materials play an essential role. Herein, a flexible solar-thermal material di-cyan substituted 5,12-dibutylquinacridone (DCN−4CQA)@Paper was developed by coating photothermal quinacridone derivatives on the cellulose paper. The DCN−4CQA@Paper combines desired chemical and physical properties, broadband light-absorbing, and shape-conforming abilities that render efficient photothermic vaporization. Notably, synergetic coupling of solar-steam and solar-electricity technologies by integrating DCN−4CQA@Paper and the thermoelectric devices is realized without trade-offs, highlighting the practical consideration toward more impactful solar heat exploitation. Such solar distillation and low-grade heat-to-electricity generation functions can provide potential opportunities for fresh water and electricity supply in off-grid or remote areas.     

Optimisation of the ultrasound-assisted extraction of betalains and polyphenols from Amaranthus hypochondriacus var. Nutrisol

The present study optimised the ultrasound-assisted extraction (UAE) of bioactive compounds from Amaranthus hypochondriacus var. Nutrisol. Influence of temperature (25.86–54.14 °C) and ultrasonic power densities (UPD) (76.01–273.99 mW/mL) on total betalains (BT), betacyanins (BC), betaxanthins (BX), total polyphenols (TP), antioxidant activity (AA), colour parameters (L*, a*, and b*), amaranthine (A), and isoamaranthine (IA) were evaluated using response surface methodology. Moreover, betalain extraction kinetics and mass transfer coefficients (K_La) were determined for each experimental condition. BT, BC, BX, TP, AA, b*, K_La, and A were significantly affected (p < 0.05) by temperature extraction and UPD, whereas L*, a*, and IA were only affected (p < 0.05) by temperature. All response models were significantly validated with regression coefficients (R²) ranging from 87.46 to 99.29%. BT, A, IA, and K_La in UAE were 1.38, 1.65, 1.50, and 29.93 times higher than determined using conventional extraction, respectively. Optimal UAE conditions were obtained at 41.80 °C and 188.84 mW/mL using the desired function methodology. Under these conditions, the experimental values for BC, BX, BT, TP, AA, L*, a*, b*, K_La, A, and IA were closely related to the predicted values, indicating the suitability of the developed quadratic models. This study proposes a simple and efficient UAE method to obtain betalains and polyphenols with high antioxidant activity, which can be used in several applications within the food industry.     

大型偏心结构吊装欠约束问题研究

吊装施工过程中被吊模块的水平度是作业要求的重要指标,通常需要增加配重调平。传统有限元方法需要补充约束以消除单元刚体位移,且需要重复计算平衡方程来求解调平载荷,效率不高。将模块的运动分解为随动坐标系的整体运动以及相对该坐标系的弹性变形,可将欠约束问题化为多体系统的静平衡问题。基于虚功率原理推导了吊装平顺时刻的节点力平衡方程以及相应的切线刚度矩阵,并将配重表示为基础配重与载荷系数相乘的形式。通过对节点力平衡方程求导,得到一组以载荷系数为自变量的微分方程,通过求解微分方程并结合水平度判据,可快速搜寻满足水平度要求的载荷系数。数值算例表明,该方法在解决偏心模块吊装欠约束问题方面具有明显的优势,在确定配重载荷方面具有较快的速度和合理的精度。     

贝叶斯优化卷积神经网络公共场所异常声识别*

针对公共场所异常声的感知和识别问题,提出一种基于贝叶斯优化卷积神经网络的识别方法。提取声信号的Gammatone倒谱系数、倍频程功率谱、短时能量和谱质心,组合成声信号的特征图。构建卷积神经网络作为分类器,利用递增的卷积核设置和池化操作处理不同尺度的特征。基于贝叶斯优化算法优化卷积神经网络的模型参数,对包括火苗噼啪声、婴儿啼哭声、烟花燃放声、玻璃破碎声和警报声的5种公共场所异常声进行识别。该方法的识别结果与基于不同的特征提取和分类器方案得到的识别结果进行比较,结果表明该方法的识别效果优于其他特征提取和分类器方案的识别效果。最后分析了该方法在不同信噪比噪声干扰下的识别结果,验证了该方法的有效性。     

小直径棒材超声横波检测仿真分析

采用超声水浸聚焦斜入射方式进行小棒材表面、近表缺陷检测时,声波在水/棒和棒/缺陷界面会发生反射、折射、散射、衍射及波形转换等一系列物理变换。此时缺陷可检性对声波入射条件十分敏感,常出现由于检测条件设置不当而导致缺陷漏检、误检的情况。为解决这一问题,本文针对小棒材超声斜入射检测中的主要参数——入射角和水距,开展声场及缺陷声响应仿真,研究检测参数对不同部位缺陷检测能力的影响,并对仿真结果进行试验验证。通过研究得到了检测水距、入射角度对缺陷检测能力的影响,并得到最优检测条件。试验验证结果表明研究制定的检测方案可有效检测出表面、近表面裂纹缺陷。     

非均匀波导中的声聚焦

理论研究了声波在非均匀波导中的空间聚焦问题,利用多模态导纳法构建波导内任意位置处声压与入射声压在模态域的映射关系,计算使声波聚焦于空间某位置时的最佳入射波,并画出了相应的聚焦声场.研究了三种非均匀情况:水平变截面波导、含散射体波导以及声速垂直变化波导.结果表明,当输入最佳入射波时,在非均匀波导中可以产生良好的单点或多点声聚焦效果,声波的聚焦过程充分地利用了波导结构及介质非均匀性对声波的散射作用.