管内声传播非线性效应及反声影响的数值研究

本文提出了包括考虑反声效应的一种数值方法来计算跨声速变截面硬壁管道内无声激波非线性声传播问题。通过许多算例,详细讨论了管道形状,喉部流动马赫数,入口声源强度及反声源强度对非线性声传播影响。算例表明,确实存在最佳反声强度,这时管道出口可得到明显的声衰减效果。     

流动管道内反声降噪数值研究

本文用流体力学方法建立了流动管道内反声降噪数值方法，其中，严格推导了反声源的数学模型．本文还给出了产逆流和声顺流传播时管内声场反声影响的数值算例，并讨论了流动速度、反声源强度和相位的影响．算例表明：反声降噪具有很好的工程应用前景．     

参量阵扬声器在管道噪声控制中的研究*

为了解决管道有源噪声控制中声反馈造成的系统复杂度和计算量的增加,文中引入参量阵扬声器作为次级声源,利用其强指向性减小控制系统的声反馈。为了验证该方法可行性,本文分别在直管和L管中,对600 Hz单频噪声和频率范围为500 Hz~1000 Hz的窄带噪声进行了管道有源噪声控制,同时测量了参量阵扬声器的管内声场和降噪范围。结果表明,参量阵扬声器声反馈小,在没有声反馈补偿的条件下对单频噪声的降噪效果基本达到了声反馈补偿条件下普通扬声器的降噪效果,对窄带噪声的降噪效果稍差。此外,通过测量管道声场和降噪量,确定了参量阵扬声器的降噪区域为误差传感器下游整个管道,降噪面积为管道整个截面。这说明参量阵扬声器作为次级声源降低了系统的复杂度和算法的计算量,并取得了较好的降噪效果。     

旁通管反声降噪应用研究

出口有吸声尖劈的具有流动的主管道上，附加一段旁通管的实验和数值研究表明，旁通管有良好的反声降噪效果，但降噪量及降噪频谱有时还不能满足工程上降噪要求，此外，工程实际管道，出口总是通向大气，与有吸声尖劈假定不符。本文针对这些工程实际问题，提出多段旁通管和出口有反射波时的旁通管反声降噪方法，并给出算例。现场试验的实例表明它是正确的。在不是优化的条件下，得到降噪5dB（A）的好效果。     

管道噪声的自适应抵消及其计算机模拟

本文提出一种采用自适应抵消的管道噪声有源降噪系统，自适应滤波器为有限冲激响应的横向结构，系统中采用了辅助滤波器和补偿滤波器，它们保证了最小均方算法的正确收敛，消除了声反馈效应，计算机模拟证实了该系统的可行性，通过对具有不同物理参数的管道的计算机模拟，得到了这些参数的变化对总降噪量的影响，这些参数包括温度、气流速度、管内的吸声情形、次级声源的Q值及次级声源到检测传声器的距离，模拟的结果有助于实际管道有源降噪的系统的设计。     

流动管道内利用旁通管反声降噪非线性问题的数值模拟

具有流动的管道内的降噪工作是很有用的工程实际问题,当噪声源很强时就成为非线性问题。本文提出了一种非线性方法,可用来数值计算有流动时分通管对强噪声源的降噪影响。难点是建立并求解了连接点处的流动关系。数值算例表明,这种方法对线性和非线性情况下有流动的管道内利用旁通管的反声降噪问题都可适用。     

基于平面声源进行结构声辐射有源控制的实验研究

采用分布式平面声源作为次级声源,对振动钢板的声辐射进行了抵消实验,验证了以往研究中的一系列关键理论。实验研究结果表明:一个平面声源可以控制钢板奇-奇模态的声辐射,两个平面源可以控制结构偶-奇或奇-偶模态的声辐射,同时也可以控制结构奇-奇模态的声辐射;平面声源的面积和布放位置对降噪效果有重要影响,采用单个平面声源控制时,平面声源面积越大,控制效果越好;基于近场声压的误差传感策略是有效可行的,实际中,将近场测量面的声功率作为有源控制的目标函数与总声功率作为目标函数是一致的;控制后远场声压和声强都得到有效降低,部分区域的声能向声源流动,近场声压及声强分布也发生显著变化。     

关于单极子次级声源管道有源降噪能量机制的理论分析

本文通过对单极子次级声源管道有源降噪中声场能量的再分布与初、次级声源的工作情况的定量分析与讨论,说明了有源降噪的三种能量机制中的多极子能量存贮机制,总是同能量转移或吸收机制中的一种同时存在的,哪一种机制起主导作用取决于初、次级声源之间的距离.     

源于边界层转捩区的单极子声辐射

基于 Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ方程和 Ｇｒｅｅｎ理论,本文对边界层转捩区声辐射机理进行了分析和讨论,并对转捩区内各声源的基本类型作了分类．分析结果表明;边界层转捩区的声辐射由转捩区内处于完全湍流状态的流体流动引起的向边界展外辐射的声场以及另两个附加声场组成;边界层转捩区声源的主要类型为单极子、偶极子和四极子声源;本文的分析为Ｌａｕｃｈｌｅ模型提供了理论依据,证明了利用Ｌａｕｃｈｌｅ模型估算转捩区远场声辐射基本准确可靠．     

有源声屏障中误差传感器的位置优化

有源声屏障利用有源控制系统提高声屏障低频段的降噪效果。有源控制系统中误差传感器的位置对整个系统的降噪效果有较大的影响。通过数值模拟和实验研究误差传感器的位置优化问题,得出了有源控制系统中误差传感器摆放位置的两条结论:(1)所介绍的三种摆放中,误差传感器的位置在次级声源的正上方时,有源控制系统在屏障后方声影区引入的新增插入损失最好,特别是对于距离屏障较远的区域;(2)当误差传感器的位置在次级声源的正上方时,误差传感器与次级声源间的距离存在一个最优距离使得屏障后方声影区的衍射声得到最好的降低。     

临街住宅阳台降噪缩尺模型研究

本文通过1/10缩尺模型,测得点声源在道路上不同位置时居室内之声级,把声源声功率级与室内 声级之差作为衰减量用于交通噪声计算机模拟过程,即得在某种车流状态下居室内声级.通过比较各种 情况下居室内声级,得出阳台及各种改进措施之降噪值.结果表明,在1—5层范围,阳台无实栏板、无吸 声处理情况下,居室内声级反而高于无阳台居室0—2dB.在上述阳台上做1.1m高实栏板及阳台顶贴 一般吸声材料,两者共有2—5dB降噪效果.取消阳台顶板(强吸声),又能增加1—4dB降噪量.对阳 台上也装窗的封闭阳台,在内外窗错位开启通风情况下,相对无阳台居室可有14—15dB附加降噪量.     

流动管道内利用旁通管道反声降噪研究

降低流动管道噪声在工程上是非常有用的。本文应用线性声学理论将无流动时旁通管道反声降噪方法推广到具有流动的情况，进行了数值计算和实验研究。数值工作包括建立相应的声学关系和管道分叉点连接条件；计算了多种噪声源传声损失频率特性，并讨论了主要参数对反声的影响。实验研究是对单段旁通管道有吸声尖劈的情况下进行的，实验时采用不同的噪声源和不同的流速，测量结果与理论计算符合良好。PACS数43．20     

次级声源优化布放的局部空间有源降噪

针对区域有源降噪问题,为获得更优降噪效果,根据实际次级通路传递函数,提出次级声源优化布放的有源控制系统并详细比较了两种次级声源优化布放算法与次级声源均匀布放的实际降噪效果。应用的第一种次级声源优化算法是l₂范数约束的约束匹配追踪算法,第二种次级声源优化算法是l₁范数约束的稀疏正则化方法。在全消声室中利用扬声器线阵进行多通道有源降噪实验研究,实验结果表明,在200～1000 Hz,次级声源优化布放的控制系统的平均降噪量比次级声源均匀布放的控制系统的平均降噪量多5 dB左右;在1100～1900 Hz,次级声源优化布放的控制系统的平均降噪量比次级声源均匀布放的控制系统的平均降噪量多11～13 dB左右,次级声源优化布放的控制系统的降噪量分布更加均匀且次级声源输出能量更小。此外,两种优化算法中,稀疏正则化方法的降噪效果更佳。     

激发圆形管道内多阶声模态的扬声器阵列控制方法

声模态发生器是通过控制扬声器阵列在管道内激发声模态波的一种装置。为了解决在管道内同时激发多个声模态的问题,研究了激发圆形管道内多阶声模态的扬声器阵列控制方法。采用轴向多圈布置的声源阵列,并调节各个声源的幅值和相位,实现同时激发包括径向声模态在内的多个声模态。同时考虑声源的周向位置和轴向位置信息,建立各个声源与多个目标模态系数之间的线性关系,运用最小二乘法求解得到激发目标多模态所需各个声源的复强度（包括幅值和相位）,所研制的高阶模态发生器以计算的声源复强度为输入量,采用数字信号系统控制扬声器输出的幅值和相位,用于实现管道内声源激发,该模态激发过程无需针对特定模态优化声源的位置。实验结果表明,所研制的模态发生器可精确激发单个或多个声模态,且目标模态系数信噪比几乎都大于10 dB。      

几种管道有源降噪器控制系统频率响应函数的确定

管道有源降噪器的控制系统根据传声器检测到的噪声信号,经过加工处理,产生激励次级声源的信号,使其产生的声波在下游与原来的噪声相抵消。控制系统应具备的频率响应函数取决于次级声源及检测传声器的配置,及其本身的频率响应。本文推导了在常用的几种不同次级声源和检测传声器配置下,所需的控制系统的频率响应函数;并介绍了一种测量传声器及扬声器在管道中的频率响应的方法。它们为控制系统的设计提供了依据。     

高速压气机不稳定流动声测量技术研究

本文叙述了用声测量技术研究高速压气机的旋转不稳定特性、失速先兆及失速过程,建立了一套测量方法、测量系统,测量了高速压气机管道内声场的时域波形、频谱和管道声模态,结果分析表明:在没有激波的条件下高速压气机的管道声场中也存在低速压气机中可能存在的不稳定分量,但在有激波存在时无法分辨激波分量和不稳定分量,也未发现激波噪声分量的模态特征。所建立的测量系统具有高速、大容量、连续采集多通道信号的能力,并有快速计算频谱和模态的功能,使这种测量技术可成为一种常规研究压气机不稳定特性、失速机理和失速过程的有效方法。     

超跨声涡轮叶栅尾缘激波系流动研究

本文通过分析超跨声涡轮尾缘波系的流动机理给出了详细的尾缘激波系流动图画,强调了尾缘分离激波的重要作用.经过分析,认为基底区压力是通过影响基底区宽度来影响涡轮叶栅尾缘激波强度的.最后将上述机理应用到某叶栅S1计算程序的改进工作中,数值计算和叶栅试验结果表明,改进工作有效提高了该程序对超跨声涡轮叶栅尾缘激波流动的模拟能力.     

用基于声类比的边界元计算管道风扇的管道声传播和辐射

本文介绍了用基于声类比的边界元计算管道风扇声场的新方法,将已被成功地应用于物体对外声场的散射计算方法推广应用到管道风扇的管内声传播和管口声辐射问题。数值结果表明了模型和方法的正确性及其可以作为管道声处理降噪敏果预测的工具。     

次级源和误差传感器布放对带弹性障板的充液直管声振复合有源控制的影响*

针对充液管路系统噪声有源控制问题,研究了次级源和误差传感器布放对带弹性障板的充液直管管路系统有源消声与有源消振复合控制效果的影响。基于声固耦合方法建立了带弹性障板的充液直管管路系统的有限元模型,在声激励下对比了次级声源布放对系统有源消声性能的影响,并在组合激励下分析了次级力源、次级声源和误差传感器布放对系统复合有源控制的影响。结果表明,非对称分布的次级声源容易激起管壁振动,进而带动障板振动,导致有源消声效果不佳;采用对称分布的次级声源可使低频段的降噪量提高10 dB以上。复合有源控制可进一步提升全频段的控制效果。通过增加振动误差传感器数量,可使绝大多数频点的降噪量提高1~20 dB不等。此外,在管壁上布放的两圈次级力源的间距小于管壁振动波长的1/4,且都不位于管壁振动节点附近时控制效果更好。     

计入地面附加衰减的声屏障插入损失估算方法*

基于理论推导和计算,给出了公路声屏障声学设计中,在考虑地面附加衰减情况下计算插入损失的方法。该方法综合考虑了有限长线声源无限长声屏障绕射声衰减量、有限长线声源地面衰减量及遮蔽角对插入损失的影响。通过与《声屏障声学设计和测量规范》（HJ/T90-2004）的计算结果的对比,验证了本文所给方法的精确性及可行性,并对规范所给地面衰减修正量进行了商榷。最后,给出了当预测点位于有限长路段中央法线上时,通过计算线声源地面衰减量得到计算插入损失所需参数值,再计算插入损失的简便方法。本研究为存在地面附加衰减情况下有限长声屏障插入损失计算提供了一个新的参考方法。