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。     

发动机圆形管道内噪声衰减谱模态分析

本文应用模态分析方法建立了剪切流存在条件下,发动机多段声衬圆形管道声传播工程计算模型,对管内各模态频谱和总噪声衰减频谱进行了算例计算,并与有关文献试验数据进行了对比。结果表明,多段声衬圆形管道中声传播工程计算方法是可行的,从而为发动机前短舱管内声传播研究提供了一种模态分析工程预测方法。     

电动声源热声致冷机声学和计算实例

我们将各种热声致机简化为一包括声学终端在内的声管道系统，并通过实例讨论了致冷机的声学特性，该管道系统与一般声管道不同：１．在热声堆中热波和粘滞波不可不计。２．在热声堆与声管连接时，必需考虑合成波的体积流；而热声堆内只需考虑传播波的体积流。本文对此提出了阻抗连接条件的修正。实例使用电动扬声器为声源，给出了热声行波和驻波致冷的声学计算方法以及它们的声学特性，所用扬声器的标称伏安为１００ＶＡ，可为热声致     

海洋波导中目标声辐射场的计算方法

针对海洋波导中目标声辐射场的计算问题,提出了一种基于波叠加法并在近、远场采用不同水声传播模型的建模方法,可以将近、远场作为一个统一的系统进行高效地分析。该方法通过给定的已知表面振动速度的结构计算出目标内部虚拟点声源的源强,再配合在相应的水声环境中点声源传播模型的Green函数计算出结构外的声辐射场。以Green函数为纽带,在求源强和计算近场声辐射场时采用镜像虚源法,而在计算远场声辐射场时采用简正波法。通过该方法得到的有限水深波导中声速剖面为正梯度、负梯度、负跃层的3种情况下的脉动球、刚体摆动球的声辐射场计算结果与COMSOL的有限元计算结果进行对比,结果表明了该方法在提高计算效率的同时保证了计算精度。      

含旋流圆环形管道声传播的有限元计算

本文发展了计算包含旋流的圆环形管道声传播问题的有限元数值模型,并且对等熵和均熵流动做了讨论.经典的声学有限元方法大多求解只包含一个变量的对流波动方程,但是对于包含旋流等非均匀流的圆环形管道声传播问题,不能简化成只含有一个变量的对流波动方程.本文尝试用直接求解耦合方程组的有限元方法方法研究管道声传播问题.文章分别研究了刚性壁面、不同阻抗的声衬壁面对管道声传播的影响,同时还对不同阶的声模态包括传播模态和截止模态在管道中的传播规律做了分析.计算的结果和正模态解析方法符合得很好,从而验证了有限元模型的正确性和可行性.     

气幕对潜艇声屏蔽作用的数值计算

本文利用惠更斯-菲涅尔原理和虚源方法建立了均匀海水中障碍物后声传播损失的计算模型,对模型进行了数值实验验证,并与海上试验数据对比,得到了较为合理的结果。     

基于广义等价理论的高保真共振计算方法

采用伪核素方法,建立了能够精确快速处理干涉效应的计算方法,在分析广义等价理论特点的基础上,提出了高保真的共振计算方法。该方法首先根据实际问题的几何,建立238U的非均匀共振积分表,基于此核素采用广义等价理论处理栅元间的互屏效应,获得不同位置燃料棒的背景截面,然后根据背景截面在非均匀截面表中插值建立不同燃料棒的等效栅元,在此栅元的基础上根据实际问题中燃料棒内的温度分布和核素分布进行超细群计算,从而获得燃料棒内不同位置共振核素高保真的有效共振截面。     

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。     

空腔非局域反应声衬传播特性研究

本文对声波在空腔非局域反应声衬管道内的传播进行了研究。特征方程通过声衬内和管道内两部分声场的耦合求解得到,并采用积分方法对特征方程积分求解,通过模态匹配的方法建立并求解了有限长管道非局域反应声衬的声辐射数值模型,展示了在管道消声主动控制方面的应用潜力。     

三元硅化物CaAlSi的电-声子耦合和超导电性研究

应用全势线性缀加平面波方法计算新超导体CaAlSi的电子能带结构,用带心冻结声子法计算了声子频率及电声子耦合常数,并讨论了它们的超导电性.考虑到Al,Si原子分布的无序性和完全等价性,我们采用了双层超格子原胞模型,并考虑了低频B1g1声子频率的非谐性效应.由此计算得到稳定的低频B1g1声子频率为110cm-1,对超导电性有较大的贡献的Cad态电子与B1g1振动模式间的电声子耦合常数为0.37.我们的结果与用虚晶近似的结果是一致的.并证明CaAlSi的超导电性可由中等耦合的BCS理论来解释.     

室内粗糙表面声散射体掠入射角度散射估计

针对经典边界元方法对掠入射角度下的散射估计精度较低的问题,发展了一种边界无网格模型.此模型将散射体视为具有无限延伸的形式,避免了经典边界元法中薄板形式所导致的声压差问题,而且更加符合实际房间中散射体的存在形式;模型利用无网格算法实现数值仿真,可对任意表面形状特别是曲面散射体具有更高的仿真精度。利用边界无网格模型计算了不同形状散射体的散射系数及散射声场,并将结果与解析方法、测量实验进行了对比.对比结果表明,边界无网格模型可以准确预测散射体的散射性质,特别是对掠入射角度的估计要优于经典边界元法.研究结论可应用于室内声学散射体特征预测及优化设计,对提高声场扩散及室内音质水平具有重要意义.      

匀加速运动声源的声场建模及其数值算法研究

针对匀加速运动点声源的声场特性与其运动状态密切相关这一问题,提出匀加速直线运动状态下点声源的声场计算方法。利用此方法建立了匀加速直线运动时点声源的声压模型,对模型中的关键参数声矢量R进行数值解析,并对声压进行数值分析仿真,得出匀加速直线运动时固定接收点的声压数值计算方法。用此方法对固定接收点位置的匀加速点声源声压进行声场建模,结果表明:在声源接近接收者一定距离以后,声压明显增大;在此距离之外,距离对声压的影响不大。     

一种预测扩散声场在非规则形状刚性壁面附近干涉图样的方法

扩散声场会在反射边界附近形成干涉图样,研究方法包括平面波模型、简正模态分析、渐进模态分析等,但仅适用于尺度远大于声波波长的矩形声腔。提出一种预测扩散声场在非规则刚性壁面结构附近形成的干涉图样的数值方法,表明结构附近“受挡”声压的互谱矩阵取决于:(1)假定该结构在自由空间中振动辐射声音时其表面法向振速到表面及场点声压的边界元系数矩阵;(2)假定结构置于自由空间中且表面刚性时,点声源辐射声波入射到结构表面上产生的散射声场的边界元系数矩阵;(3)扩散声场均方声压。仿真表明,该途径预测的干涉图样与理论值完全吻合。该预测方法还可用于混响环境下声源附近直达声压均方值的空间分布估计,为混响环境下设备的声源定位提供帮助。      

高能超声制备碳纳米管增强AZ91D复合材料的声场模拟

建立了高能超声制备碳纳米管增强AZ91D复合材料的声场计算模型, 并采用有限元方法计算了20 kHz超声直接作用下AZ91D熔体的声场分布, 熔体声场呈辐射状分布, 距离声源越远, 声压幅值越低. 采用超声作用下单一气泡变化模型描述超声作用下AZ91D 熔体中的空化效应, 通过对Rayleigh-Plesset方程的求解, 得到了不同声压作用下气泡的变化规律, 获得了声压幅值与熔体空化效应的关系, 声压幅值越大, 气泡溃灭半径阈值越小, 熔体发生空化效应越容易. 计算了固定坩埚尺寸、不同超声探头没入熔体深度情况下的声场, 得到了超声探头最优没入深度为30 mm左右. 将声场计算结果以及AZ91D熔体中空化效应的发生规律进行综合分析, 得到了超声功率对有效空化区域的影响规律, 超声功率较大时, 有效空化区域体积随超声功率近似成线性增大. 最后, 通过甘油水溶液超声处理实验, 验证了模拟计算的准确性.     

Prediction models for sound leakage through noise barriers

Two numerical models are presented for the prediction of sound leakage through openings in thin hard barriers. The first numerical method is based on a simple procedure of numerical integration that can be implemented straightforwardly. This model is a more general approach, suitable for barriers with arbitrary gaps. The second model is a new method that permits prediction of sound leakage due to the presence of horizontal gaps in a long barrier. In the new method, effective barriers of appropriate heights represent the edges of the horizontal gaps. The sound diffracted by each effective barrier is calculated by a closed-form analytic expression. The total sound-pressure level is determined from a sum of these diffracted fields. Hence, the new method is fast, simple, and intuitive, allowing the leakage to be assessed accurately. The validity of these two numerical models is confirmed by precise experimental measurements.     

一种双正交心音小波的构造方法

为了提高小波分析在心音信号处理中的性能, 在分析小波构造理论的基础上, 构造了一种专门用于心音信号处理的小波基. 首先提出一种构造滤波器长度为偶数的紧支撑双正交小波的一般方法; 然后根据心音信号的特点, 讨论心音小波的构造原则和一种基于心音 小波族的心音信号合成模型, 并且在此基础上构造出心音小 波. 为了突出使用心音小波处理心音信号的先进性和实用性, 对心音小波进行了比较全面的理论和数值仿真分析. 实验结果表明, 相比常用的db, bior系列小波, 运用心音小波对心音信号进行处理, 能够获得更好的去噪效果、 更精确的心音分类信息以及更小的重构误差率, 为心音特征提取和身份识别的深入研究提供了一种新方法, 在表征心音个体特征的细节方面具有积极的意义. 本文根据应用对象设计专用小波的方法也为工程应用中小波基的选择提供了一种新途径. 关键词： 双正交小波 心音小波 构造方法 心音合成模型     

基于统计最优和波叠加的联合局部近场声全息

提出了一种基于统计最优近场声全息和波叠加法的联合局部近场声全息技术。首先利用两次统计最优近场声全息的声源定位结果来指导配置等效源,其后利用波叠加法进行局部声场重构。该技术适合于中低频声场的局部重建,计算快速,重建精度高;可以在测量数据有缺失的情况下重建声场。进行了脉动球声源模型的数值仿真,并在半消声室内对电机噪声源进行了实验,仿真实验都准确地重构了声源所辐射的外部声场。该技术可以重建任意类球形声源辐射的声场。      

A numerical study of noise reduction in ducts with flow by anti-sound

I.IntroductionAnti-soundisalsocal1edactivenoisecontro1(ANC).Itsbasicidea,presentedintheLueg'spatentinl936l'l,isthatthenoisereductionisobtainedbyuseofthesignalpro-cessingofthepreliminarysoundsource(i.e.noisesource)toformcoherenceinfluencebe-twccnthepreliminarysoundsourceandthesecondarysoundsourcc(i.c.anti-soundsource).Therearesomeadvantagesofanti-soundsuchasactivecontro1,lcsseffectonthecharacteristicsofnoisesourccandmorereductionoflowfrequcncynoisc.Inrecentyears,therewerealotoftheoreticalande…     

Experimental and numerical study on the propagation of impulsive sound around buildings

Propagation of impulsive sound around buildings and induced structural loading are investigated experimentally and numerically. Experiments were conducted on a rectangular building at Virginia Tech using sonic booms generated by shaped charges with an explosive weight of 0.78 kg, constructed from detonation cord. These experiments were simulated with a three-dimensional numerical model, in the context of geometrical acoustics (GA), by combining the image source method for the reflected field (specular reflections) with an extension of the Biot–Tolstoy–Medwin (BTM) method for the diffracted field. In this model, it is assumed that the acoustic propagation is linear and that all surfaces are acoustically rigid. This numerical model is validated against a boundary element (BE) solution and experimental data, showing a good overall agreement. The key advantages of this GA modeling approach for this application include the ability to model large three-dimensional domains over a wide frequency range and also to decompose the sound field into direct, reflected, and diffracted components, thus providing a better understanding of the sound-propagation mechanisms. Finally, this validated numerical model is used to investigate sound propagation around a cluster of six rectangular buildings, for a range of elevated source positions simulating sonic booms from aircraft.