声学时间尺度下活塞效应的数值模拟研究

流体在气液临界点附近热平衡重新建立的时间大大缩短,这主要依赖于“活塞效应”对能量输运的加速作用,它本质上是一种热声波动作用。本文从基本控制方程组出发,通过数值求解流体动力学控制方程组,对声学时间尺度上超临界CO2中的动量和能量输运过程展开研究,结果表明流体温度空间分布不遵循经典傅里叶导热模型,其随时间的演化过程呈现明显...     

微圆孔非线性声阻抗及声整流现象的实验研究

在高声强下测量了微圆孔处声激发射流的速度和微圆孔的非线性声阻抗。随声压级的增加声激发射流的速度增大,实验中射流速度在 ０－１９ｍ／ｓ范围内变化,这表明出现一种强烈声整流现象;与此同时微圆孔声阻明显增大,而声抗减小,声抗最小值约是其线性值的０．７倍。此外实验结果还验证了一种微园孔声学非线性效应离散涡模型的合理性。     

评《非线性声学》一书

钱祖文著“《非线性声学》”一书(科学出版社,北京,1992.6;32.7万字)的问世,是值得庆贺的一件事。众所周知,声波的本质是属于非线性的,而当今几乎所有声学领域在发展中都不期遇到非线性问题,因此有这么一本专著出版,无疑是广大声学工作者期望已久的。     

我国非线性声学方面的研究进展

轮廓地介绍了我国在非线性声学方面的研究状况和取得的成果,同时也概述了国外同行们的相应工作,对未来的工作提出了建议。     

高声强下微圆孔声学非线性效应vena收缩系数的研究

在研究高声强下微圆孔声学非线性效应时,准定常模型的一个明显不足是采用固定不变的 vena收缩系数,因而影响了预测精度。本文联合一种准定常方法和离散涡方法,给出了 vena收缩系数随入射声强的变化曲线,并与实验结果符合得较好。将本文准定常方法与 vena收缩系数曲线相结合来预测非线性声阻,不仅预测精度高,而且十分简便,适用于高声强条件下穿孔板共振吸声结构的工程设计。     

考虑频散效应的一维非线性地震波数值模拟

非线性理论是解决地学问题的重要手段, 充分认识非线性波动特征有助于解释实际观测资料中的一些特殊地震现象. 本文基于Hokstad改造的非线性本构方程, 利用交错网格有限差分法实现了固体介质中一维非线性地震波数值模拟; 采用通量校正传输方法消除非线性数值模拟中波形振荡, 提高模拟精度. 通过与解析解的对比验证了模拟结果的正确性. 研究结果显示了非线性系数对地震波的传播有重要影响, 并且当取适当的非线性和频散系数时, 地震波表现出孤立波的传播特性. 最后分析了不同的非线性地震波在固体介质中的传播演化特征.     

基于气动声学问题的高阶非线性紧致格式

文章基于线性中心紧致差分格式, 通过非线性加权插值的方法来求解网格中心处的函数值.这类格式保持了原有中心紧致差分格式的高阶精度和低耗散特性, 同时其分辨率也非常高, 由于其非线性插值的机制, 使得这类格式能够捕捉强激波, 所以这类新的高阶非线性紧致格式是一种较好的模拟湍流和气动声学等多尺度问题的方法.      

测量三阶弹性常数的非线性声学方法

三阶弹性常数反映了固体弹性在二级近似下的非线性性质，它在固体物理和材料特性的确认和评估中起着重要作用。着重介绍了测量三阶弹性常数的超声二次谐波激发方法。     

非线性声学谐波方程的特解及其在边值问题中的应用

在流体或固体介质中,微扰法求解非线性声波的反射和折射问题时,谐波场通常满足非齐次波动方程。应用分离变量法及拉格朗日变动参数法求它的特解,出现了待定的分离常数,给这类非线性声学边值问题带来困难。本文结果表明,为不使定解问题出现佯僇,其独立的特解只有两类,一类是沿边界法线方向有积累效应的解,另一类则是沿平行边界面方向上有积累效应的解,由定解条件来决定究竟选用哪一类解。应用这个结果研究了平面边界的反射和折射谐波,该理论对非线性声学中的平面边值问题有普遍的应用意义。     

弱光下的非线性效应

在弱光下的非线性效应研究是高度创新的多学科前沿交叉热点,它突破经典非线性光学的效率低、介质损伤、频率限制等局限,又具有量子纠缠量子信息等特点,在微弱信号检测、介质微观结构探测、新型激光量子器件研制等领域有重大意义。介绍了弱光下非线性效应的物理图像以及当前研究动态和应用前景。     

射频激励等离子体非线性效应的FDTD数值模拟

在考虑热运动、电子复合、扩散等效应后，建立电磁波与等离子体相互作用模型，验证了射频激励等离子体时产生的二次、多次谐波以及各个不同频段信号的调制现象，得到了不同激励功率、产生电子的电场阈值、电子能量等参数对电磁波频谱的影响，这对于射频激励等离子体的电路匹配、耦合器件以及等离子体天线传输、电磁兼容等设计很有帮助. 关键词： 射频 谐波 等离子体 非线性     

流体媒质非线性声学参量B/A的自动测量及显示

本文在非线性声学参量B/A的改进热力学法测试系统的基础上建立了用Z80单板机实现的自动测试系统.该测试系统能够自动测量并实时显示所测媒质的非线性声学参量B/A.运用该测试系统对几个标准液体的B/A值进行了测量,并研究了蒸馏水的B/A值随温度的变化规律、葡萄糖及蔗糖水溶液的B/A值随浓度的变化规律.     

有界空间中的非线性声学和收敛的积累解

在微扰近似下,拉格朗日体系下的一阶、二阶波动方程解是具势运动,应用拉格朗日变动参数法来寻求积累解。在一般情况下,二阶波的波动方程在半空间会出现各式各样的积累解,它们沿着3个坐标变量的方向都有积累,在理想介质中它们不满足辐射条件。本文的结果表明,在考虑到介质的非理想性之后,也只有沿着平面边界面法线方向有积累的积累解才满足辐射条件,因而是收敛的。     

金属材料疲劳损伤检测的非线性声学方法*

金属材料的疲劳损伤有前期、后期两个阶段,前期疲劳损伤主要来源于位错,而随着疲劳程度的不断加深,位错密度也不断的增加,这将导致疲劳后期微裂纹的产生。这两个阶段产生声学非线性效应的机理不同,分别用位错模型、微裂纹模型对其产生非线性效应的机理进行了阐述,并对不同阶段的疲劳试样进行了相关实验研究。实验结果表明:对于材料早期疲劳损伤,随着疲劳程度的增加,其接收声波信号中的非线性谐波成分越来越显著,并且随着激励电压的增加,非线性效应更加明显,因此可用接收信号中的谐波激发情况来评估材料的早期疲劳损伤程度。而对于材料疲劳后期出现微裂纹后,其产生的非线性与早期疲劳损伤相比,谐波成分更加丰富,并且随激励电压的增加谐波幅度增加明显,可据此来判断材料中的疲劳损伤阶段。     

非线性波动方程的新数值迭代方法

提出了一种新的求解非线性波动方程的数值迭代法,它是一种半解析的方法.与完全的数值计算方法扰法相比,它能够考虑各阶谐波的相互作用,且能够满足能量守恒定律.用它研究了非线性声波在液体中的传播性质,结果表明,在微扰法适用的声强范围内迭代法也适用,在微扰法不适用的一个较宽的声强范围内迭代法依然适用.     

Rijke管自激热声振荡的数值模拟

为了对热声不稳定的发生及控制机理进行研究,对Rijke管内的自激热声振荡现象进行了数值模拟。采用具有低频散低耗散特点的计算气动声学方法,对带有非线性热源项的声波方程进行数值求解,并比较了不同的热源模型及边界条件对非线性效应的影响。结果表明,计算气动声学方法可以成功捕捉到Rijke管内压力的起振过程,而且在速度扰动达到平均流速度的1/3时,振荡会由线性增长转为非线性增长,最终达到有限幅值极限循环。相比热源项,考虑管口辐射耗散的非线性边界条件在振荡幅值和频谱方面对结果的影响都比较小。数值模拟得到的结果与实验符合较好,表明计算气动声学方法适合于热声振荡问题的研究。     

尘埃等离子体中朗缪尔波的非线性调制

研究了尘埃等离子体中尘埃声波（ＤＡＷ）和尘埃离子声波（ＤＩＡＷ）对朗缪尔波的非线性调制。在小而有限振幅极限下,得到了朗缪尔波的包络孤立子。对于朗缪尔波与尘埃声波的非线性耦合,包络孤立子存在两个速度传播区;而对于与尘埃离子声波的耦合,只有一个传播区     

Visual Basic模拟演示“波的叠加与干涉”

为了提高波动教学中的实验效果,促进学生对该过程的认识和理解.用计算机以VisualBasic为编程工具,设计"波的叠加"教学辅助软件,模拟演示波的产生和传播,并突出显示在波动中的质点仍在原处做简谐振动以及两列波相遇后发生叠加情况与波的干涉实验.     

螺旋线行波管三维多频非线性理论分析和数值模拟

建立了螺旋线三维多频非线性互作用模型.通过场论的方法建立线路场方程,结合粒子模拟（PIC）方法和谐波展开法,建立三维空间电荷场模型.模拟了8—18GHz宽带行波管的基波和高次谐波,计算了AM-AM幅度失真和AM-PM相位失真,三次交调和五次交调分量.通过频率扫描得到的8—18GHz饱和输出功率和饱和增益,结果与热测结果接近,且饱和输出功率误差在1dB以内. 关键词： 注波互作用 三维 非线性 螺旋线行波管     

基于SNGR方法的后缘噪声数值模拟

采用随机噪声产生和传播(SNGR)方法对后缘噪声进行数值模拟.SNGR方法结合随机方法和计算流体力学,耗费较少的计算资源就可以预测噪声水平.数值模拟时采用有限体积法求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程;采用有限差分法求解声学扰动方程,数值格式采用色散关系保持(DRP)格式,远场边界条件采用无反射边界条件.以二维平板和NACA0012翼型为例,编制程序,与参考结果对比表明,程序可以预测后缘噪声.