基于功率流方法的连续参数系统动力吸振器的优化设计

针对附加动力吸振器的连续参数系统,采用两端固支梁模拟连续参数主振系,利用结构导纳理论,引入振动系统的结构导纳修正矩阵和等价结构导纳矩阵,简化了系统的动态特性分析过程。在此基础上,推导系统各环节功率流的矩阵表达式。提出了以注入主阵系的净功率流为控制目标的动力吸阵器优化设计策略,并通过计算数值仿真验证了该方法的有效性。最后,探讨了振源位置对连续参数系统功率流传递特性、吸振器优化参数及其控制效果的影响。     

有不连续材料层的组合板结构振动功率流研究

对工程中常用的发生质量和刚度突变或加有粘弹性阻尼材料的组合L形板结构进行了振动功率流研究．应用拉普拉斯变换和迁移矩阵方法得到了板的挠度表达式以及其它的物理量。分析了不连续材料的质量、刚度和自由阻尼层的特性对输入功率流和传递功率流的影响。所得结论为此类结构的优化设计及减振降噪提供了理论依据．     

复杂柔性耦合系统的功率流传递谱

本文研究了机器上楼后所形成的复杂柔性耦合系统的振动功率流。从非对称多支承的工程实际出发，运用子系统导纳综合法，考虑了高频振动时基础结构的非刚性以及多支承间的动力耦合影响，分析了机器一隔振器一弹性基础复杂系统的动态特性，并与对称简化系统进行了比较，揭示了非对称性对系统功率流的影响规律，并提出了控制系统结构噪声的有效途径。     

矢量拖线阵水听器流噪声响应特性

针对传统拖线阵流噪声理论的局限性, 建立了完善的矢量拖线阵流噪声理论分析方法, 可全面准确地揭示矢量拖线阵流噪声响应特性. 基于细长圆柱的湍流边界层压力起伏Carpenter模型, 采用波数-频率谱分析方法对矢量拖线阵流噪声响应特性进行了理论研究, 导出了圆柱形矢量水听器流噪声响应的声压和振速自功率谱及其互功率谱的解析表达式, 定量分析了流噪声响应功率谱与拖曳速度、水听器尺寸、套管尺寸和材料等参数之间变化规律; 另外, 还讨论了圆柱形矢量水听器偏离护套轴线时矢量拖线阵流噪声响应, 导出了流噪声响应的声压、径向和轴向振速自功率谱及其互功率谱的解析表达式, 数值计算结果表明: 轴线偏移距离对声压和轴向振速的高频噪声的影响要大于对低频噪声的影响, 而对径向振速的全频段噪声都有明显影响, 且对振速分量影响要远大于对声压影响.     

基于功率流方法的多自由度系统吸振控制

针对附加动力吸振器的多自由度系统,利用结构导纳理论,引入附加动力吸振器后振动系统的等价结构导纳矩阵,推导了振源输入系统的总功率流、主振系的净功率流以及吸振器吸收的功率流。并且以功率流为控制量,探讨了通过附加单个或多个动力吸振器对多自由度系统进行单模态或多模态控制的问题,揭示了吸振器的控制机理和效果。     

含有有源作动元件的弹性耦合系统的功率流传递特性

以柔性基础上隔振系统为原型,建立了一种综合考虑无源与有源控制模式两方面因素的,复杂弹性耦合系统的一般理论模型,研究了其传递功率流的计算方法,并通过对其功率流传递谱的数值仿真计算,分析了有源作动元件对系统动态特性的影响,并对相关的柔性基础结构噪声的控制策略进行了探讨．     

矢量拖线阵不同形状水听器流噪声响应特性

拖线阵声呐流噪声大小与水听器形状密切相关,为了揭示矢量拖线阵流噪声响应特性,研究了不同形状矢量水听器滤波特性及其噪声抑制特点。基于波数-频率谱分析方法,导出了圆柱形、球形、胶囊形矢量水听器的波数响应函数以及噪声功率谱解析表达式;并根据湍流边界层压力起伏Carpenter模型数值计算了矢量水听器波数响应函数、流噪声响应特性与水听器形状和几何尺寸之间的变化规律,得到了不同形状矢量水听器抑制流噪声特点。研究结果表明,细长胶囊形矢量水听器具有较好的流噪声抑制性能。      

水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应

对拖线阵流噪声理论做出两项改进.(1)对Corcos/Carpenter两种压力起伏模型以及相应的拖线阵流噪声响应进行了全面的比较; (2)讨论了有限水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应,并导出了噪声功率谱的解析表达式.结果表明,这两种压力起伏模型的波数谱、流噪声响应具有一定差别;流噪声响应与拖曳速度、套管外径以及轴线偏移距离有着密切关系.基于Carpenter模型的数值分析表明,拖曳速度提高一倍,噪声功率谱增加约24 dB,且随着套管外径的增大而减小、轴线偏移距离的增大而增大.套管外径以及轴线偏移距离对高频噪声的影响要大于其对低频噪声的影响.     

TBL压力起伏激励下粘弹性圆柱壳内的噪声场：Ⅱ．有限水听器和阵

有限水听器和水听器阵是一种波数滤波器，它们能够降低流噪声。本文研究粘弹性圆柱壳内圆柱面和双圆片形水听器和阵对于TBL（湍流边界层）压力起伏的响应。用波数-频率谱分析方法导出：1）单个水听器的噪声功率谱，2）两个水听器噪声的空间相关函数，3）水听器阵的噪声功率谱。通过数值积分估计了噪声降低值与水听器的形状、尺寸、阵元数、阵元间距等参数的关系。同时也计算了两个水听器噪声的宽带和窄带空间相关系数。结果表明，水听器阵可有效地降低管内噪声。     

一种协方差矩阵实部消除的目标方位估计方法

针对实际复杂海洋环境条件下的目标方位估计性能变差的问题,提出了一种基于实部消除技术的目标方位估计方法。首先将噪声场分解为对称噪声部分和非对称噪声部分。然后利用协方差矩阵虚部,采用延迟求和波束形成方法获得目标方位估计,但是同时产生了对称的虚假目标。最后基于功率估计重构协方差矩阵实部,并与虚部组成新的协方差矩阵,利用新的协方差矩阵做目标方位估计,消除了虚假目标的影响。理论分析与湖试数据处理结果表明:该方法明显抑制了噪声,提高了目标方位估计的性能。实部消除技术易于实现,有较强的工程应用价值。      

轨道交通箱型梁腔室结构的减振降噪研究

轨道交通箱型梁在列车荷载作用下产生的低频振动与噪声对人体健康危害很大,针对箱型梁的减振降噪研究具有重要意义。将有限元振动分析理论与声辐射分析边界元法相结合,计算列车荷载作用下箱型梁的结构噪声,并对比分析不同的腔室结构对箱型梁结构噪声辐射的影响。计算结果表明:箱型梁场点结构噪声的辐射受振动水平影响较大;对于不同的腔室结构的箱型梁,跨中场点的最大线性声压级从大到小依次为单箱单室、单箱双室、单箱三室、双箱单室箱型梁;箱型梁采用双箱单室结构形式最有利于结构噪声的控制,且随辐射距离的增加,噪声辐射衰减越快;降低翼缘和腹板振动水平能够有效降低箱型梁结构噪声。分析结果可为城市轨道交通箱型梁的结构减振降噪设计提供一定的理论参考。     

传递矩阵法预报时空随机激励下任意薄壳腔体内部噪声

利用结构有限元结合声有限元及边界元方法,建立了任意薄壳腔体弹性壳板振动与内外声场的耦合模型,并计算了激励力与壳板振动和内部声场之间的传递矩阵;湍流边界层脉动压力具有时空随机面激励特性,引入整体形状函数矩阵,进一步推导弹性壳板广义节点力功率谱密度函数矩阵与随机面分布激励力功率谱密度函数的关系,再利用声振耦合传递矩阵,得到弹性壳板振动和内部声场功率谱密度函数与广义节点力功率谱密度函数矩阵的关系,形成随机分布激励下任意薄壳腔体结构振动及内部声场的计算方法。以典型的内外均有声介质且一面为弹性矩形板的矩形腔声振耦合模型为例,计算了弹性壳板振动和内部声场功率谱密度函数,并与解析方法进行了比较,两者基本吻合,偏差分别为1 dB和2 dB左右。传递矩阵法不受腔体结构及其内部区域形状的制约,具有良好的适用性。      

波达方向估计中特征空间的信源数估计方法

提出了特征空间法信源数估计方法,它将阵列信号的协方差估计值分别投影到信号的特征子空间和噪声的特征子空间。由于信号子空间与噪声子空间相互正交,易于由表征投影大小的判据值区分信号和噪声的贡献;本方法用的是M×M阶矩阵特征值分解,M为基元数,与波达方向估计用的相同,因此节省大量的计算量;它可以在实数空间中进行运算,进一步减少运算量。进行了数值计算,检验了判据值分布,以及在信源等功率、不等功率和空间相关色噪声等情况下特征空间法的性能。估计方法还用声纳数据进行了检验。所有这些结果均证明本估计方法性能优良。      

T型三通水管路噪声特性数值研究

水管路系统工作运行中会产生较大的管路振动和流噪声.作为偶极子声源,充液管路内湍流激发的脉动压力会形成流噪声,且激励管壁产生流激振动噪声.为了揭示水管道系统的流激振动噪声与流噪声特性的区别,基于有限元方法对不同厚度的充液管路声学模态、结构模态以及耦合模态进行计算;基于计算流体力学联合声学边界元的混合计算方法探讨变流速下流...     

基于微沟槽表面海流发电叶片翼型降噪特性研究

为解决海流能发电叶片流噪声较为严重这一问题,通过构造微沟槽表面的海流发电叶片翼型,采用大涡模拟与FW-H方程声类比相结合的方法,对试验测试样机叶片翼型的流噪声特性进行了研究。结果表明:数值计算结果与试验测量结果较为吻合;不同结构参数h和N的微沟槽结构对于翼型绕流噪声的影响均不同,最佳的结构参数为h=0.15 mm和N=33;微沟槽表面改善翼型流噪声机理在于微沟槽凹槽的内部产生了二次旋涡,改善微沟槽处翼型表面的流动情况,使翼型产生显著的减阻增升效果,达到微沟槽表面翼型降噪的目的,因此提出的微沟槽表面的方案对于抑制翼型流噪声具有一定的参考价值。     

复杂噪声场下对角减载技术的原理及应用

实际水下噪声场是非常复杂的,它具有一定的相关性,且各阵元接收到的噪声的功率不相等,因此归一化的噪声协方差矩阵不是单位矩阵,会使得一些阵列信号处理算法的性能下降.针对这个问题,本文充分分析了复杂噪声场的物理特性,建立了噪声协方差矩阵的物理模型,提出了一种复杂噪声场下的协方差矩阵对角减载技术.首先将数据协方差矩阵减去一个减载系数矩阵,在使得波束输出信噪比达到最大的约束条件下,获得了减载系数矩阵的理论表达式和近似表达式.然后利用最小二乘方法,估计减载系数矩阵,并且理论分析了噪声场的相关性及输入信噪比对估计误差的影响.仿真实验和湖试数据处理结果表明,在复杂噪声场条件下,该算法提高了输出信噪比,改善了阵列信号处理算法的性能,并且该算法计算复杂度低,可以实时处理.     

有效线导纳的仿真研究

利用有效导纳复功率流法研究了无限平板线激励下的功率传递规律,得出了线激励下的有效线导纳的理论公式,并对有效线导纳的功率传递特性进行了仿真研究。比较了有效线导纳理论公式和数值估计公式的计算结果,得到了数值估计公式的适用范围。然后研究了梁线激励作用下的功率传递特,并且对平板和梁上的功率传递规律进行了比较,结果为平板线激励的相对传递功率要略大于梁的相对传递功率。表明有效线导纳的理论公式在研究结构的功率传递上的灵活性和适用性。     

氮化铝双端固支音叉谐振器的结构设计

基于氮化铝双端固支音叉（AlN DETF）的谐振式传感器具有尺寸小、稳定性和可靠性好、时间响应快等特点。为了提高灵敏度和分辨率,需要分析AlN DETF谐振器的振梁结构参数对灵敏度和信号功率的影响。在有限元仿真软件中建立AlN谐振器的多物理场模型,进行预应力特征频率分析,仿真验证单个振梁结构参数对灵敏度的影响。在振梁厚度保持恒定的情况下,对仿真结果的数据进行后处理,得到信号功率与振梁长度、宽度的关系。结果表明,相对灵敏度、信号功率随振梁长度、宽度的变化趋势相反。因此,需要根据工艺水平和结构强度等因素,综合考虑AlN谐振器的信号功率和相对灵敏度,对两者进行权衡。仿真分析了优化后AlN DETF谐振器的性能,10 N范围内的灵敏度为56 Hz/N,信号功率为6.810-4 nW,Q值为958。     

上海光源储存环轨道噪声分析

利用上海光源束流位置测量系统Libera电子学对储存环轨道数据进行了测量,分析了Libera对束流位置测量系统探头信号的处理过程,应用MATLAB软件对数据进行了处理,采用Welch方法对轨道噪声数据进行了功率谱和积分功率谱分析,获得了主要噪声源的相关信息,为消除噪声、提高轨道稳定性提供了依据。实验结果表明:在储存环的不同位置,噪声功率谱的结构具有相似性;尽管不同频段噪声对功率谱影响不同,但是噪声源主要来自于低频段的地基振动、支架共振和磁铁电源。     

金属互连电迁移噪声的多尺度熵复杂度分析

针对传统频域方法用于分析金属铝互连中的噪声信号的局限性,本文采用多尺度熵方法分析电迁移噪声时间序列.结果表明在电迁移早期,噪声信号较不规律,复杂度较大;随空洞成核的发生,噪声信号规律性增强,复杂度明显减小,反映出随电迁移过程的进行系统的混乱度不断减小.通过与传统表征参量的对比,证明多尺度熵能够对电迁移失效过程进行表征. 关键词： 电迁移 噪声 多尺度熵 复杂度