利用对墙截面形状的优化来改善声学小房间的低频响应

提出了通过优化墙截面形状来改变声学小房间低频响应的优化方法。在矩形有限元模型中将墙面用不同的阶梯形状作为墙截面进行代换,并用于具有不同墙面的房间,进行了声场分析。阶梯形状间的差异仅是阶梯高度的取值不同,分别为相等、随机和优化值。将获得优化值的优化方法用于60Hz到120Hz的频率范围内,对不同阶梯墙面以及平墙面房间的频率响应进行了数值计算和比较。结果显示墙截面采用优化值时得到的房间频响最为均匀;将房间长、宽、高比例改变后重复上述数值分析,仍得到房间频响改善在优化情况下最大的结果。对比例较差的房间改善幅度可达4.5dB。另外还以半圆和三角形作为墙截面形状计算了半圆半径和三角形高度分别为固定值和优化值时房间的频率响应,同样得到优化墙面优于固定值墙面的结果。因此通过运用优化的墙截面来改善房间低频声场特性是有意义的。     

强吸收-强反射型听音室声场的有限元优化

为获得听音室预期的平直混响时间和合适的房间形状,提出了一种结合强吸收-强反射概念和有限元优化技术的设计方法,并进行了实验验证。对按照优化设计结果所搭建的听音室的房间频率响应、混响时间进行了实际测量,实测数据显示了与解析计算、数值模拟结果有着较好的吻合。在整个设计频段内混响时间特性曲线平直,优化后房间低频段两个倍频程内频率响应的标准偏差可降低约6dB。1/3倍频程中心频率上实测混响时间的方均根值和设计值的偏差在63至4 kHz的6个倍频程内仅为0.02 s。      

宽带宽波束纵向水声换能器研究

本文通过设计纵向水声换能器辐射头的形状及利用其弯曲振动模,实现宽带宽波束辐射特性,采用后质量块的嵌套结构有效缩小了换能器的长度。利用ANSYS有限元软件模拟了小型宽带宽波束纵向水声换能器的电声特性。研制了换能器样品,实现了与有限元模拟计算结果相一致的电声参数:谐振频率14kHz,最大发射电压响应141．9dB,-3dB带宽为11．3～18．7kHz,-3dB带通Q值为1．9,在14kHz频率下波束宽度为132°,比通常纵向换能器波束宽度宽23％。     

5at％Yb3＋：YNbo4的提拉法晶体生长和光谱特性

用提拉法生长了新型激光晶体5at％Yb3＋：YNbO4,测量了它的吸收和光致发光光谱,计算了它的吸收和发射截面,并对其激光性能进行了评估．Yb3＋：YNbO4的吸收半峰全宽为17nm,吸收峰位于933,955,974和1003nm,相应的吸收截面分别为0．73×10^-20,1．85×10^-20,0．86×10^-20。和0．44×10^-20cm2;最大吸收截面值为Yb3＋：YAG的两倍．光致发光谱的发射带的中心位置处于1020nm附近,相应的半高宽为41nm,是Yb3＋：YAG的3倍;Yb3＋：YNbO4在955,974,1005,1021和1030nm处都有着较大的发射截面,截面值分别为0．69×10^-20,0．86×10^-20,1．81×10^-20,1．11×10^-20和0．57×10^-20cm2,最大发射截面值与Yb3＋：YAG相当．Yb3＋：YNbO4晶体的宽发射带有利于实现相应波长的超短脉冲和可调谐激光输出,表明它是在这些领域非常有希望的全固态工作物质．     

用聚类分析的方法分类观察者颜色匹配函数

色觉正常的观察者,尤其是不同年龄段的观察者,颜色分辨能力具有较大的差异。为了分类色觉正常观察者的锥细胞光谱响应,补充现有CIE1931,CIE1964和CIE2006颜色匹配函数,基于Stiles&Burch数据集的47个观察者函数(10°视场)和CIE2006代入20~80岁(10°视场)观察者不同年龄产生的61个函数(共108个颜色匹配函数),用聚类分析方法中的k-medoids算法,计算距离选用欧氏距离的平方,将108个颜色匹配函数在(λ),(λ),(λ)三个通道分别聚为5类,共产生了5×5×5=125个类别。将108个颜色匹配函数作为108个“个体观察者”,在iPad显示设备上呈现CIE推荐的17个颜色,用108个颜色匹配函数和125个类别颜色匹配函数比较,计算17个颜色的CIEDE2000色差平均值,以最小色差值作为评价标准,从125个类别中挑选出10个分类观察者颜色匹配函数表征观察者锥细胞光谱响应。108名“观察者”中有77.8%的观察者属于这10个分类。在iPad显示设备上显示CIE推荐的5个颜色(灰、红、黄、绿、蓝色),组织30名(20~25岁)年轻观察者和17名(61~74岁)老年观察者,在Quato专业显示器上依次匹配5个目标色,共采集到158组,即790个(=158组×5个色中心)颜色匹配实验数据。为将这158组数据(视为158名“观察者”)进行分类,分别将10个分类颜色匹配函数代入计算,以计算得到5个颜色CIEDE2000色差平均值最小的颜色匹配函数,作为158名观察者相对应的分类,在10个分类观察者函数中优选出8个颜色匹配函数BIGC-1,BIGC-2,…,BIGC-8。进一步地,用优化建立的分类颜色匹配函数检验课题组前期基于近同色异谱色样对开展的目视色差比较实验,结果发现BIGC-3适用于年轻观察者,BIGC-5适用于老年观察者,同时计算得到的STRESS值也较其他颜色匹配函数的结果有所降低。