被动螺旋耳蜗力学模型

耳蜗是人体重要的感音器官,蜗管中的基底膜是所有微观组织的支撑结构,其与淋巴液之间复杂的耦合运动是耳蜗感音功能产生的首要条件.通过将耳蜗的长度划分为有限数量的元素,并给定径向分布,推导出一组控制方程,用于微力学和流体耦合.然后结合矩阵组合方程,得到基底膜和淋巴液完全耦合的响应.分析不同激励下基底膜的瞬时响应、不同频率激励时共振位置的时域响应以及基底膜质量及刚度变化对其生物力学行为影响和听力功能的作用.结果发现:基底膜质量及刚度的增大均导致最大响应减弱,但最大响应位置却向基底膜不同方向移动,前者向底部而后者向顶部向移动;变化的基底膜截面可以很快地降低耳蜗中部和顶部的特征频率,以达到较好的滤波和放大特定频率激励的效果,且可以让耳蜗对特定频率区(1000—3000 Hz)间有较高的分辨效果.     

基于声卡的合瓦形钟的"双音特性"研究

针对合瓦形钟"一钟双音"的特殊声学现象,以麦克风作为声音采集装置,分别采集合瓦形钟的正、侧鼓位的声音信号,并用Matlab软件对其进行频谱分析.     

《人工听觉——新视野》

正听觉让我们可以进行言语交流、音乐欣赏、感受环境等声音感知活动。在正常的听觉通路中,声音的机械振动主要通过耳廓、耳道、鼓膜和听骨链的传导进入耳蜗,振动信号在耳蜗中被转换为神经电信号,电信号被听觉神经系统逐渐上传至中枢,经处理形成听觉。当听觉通路受到破坏时,听觉功能就会产生损伤。大多数听力受损者的听觉通路是在机械振动传导环节出了问题,他们可以通过佩戴助听器来获得声学放大,进而得到听力补偿。然而,对于很多重度以上感     

单向声传播结构研究

受到电子二极管整流效应的启发,对单向声传播结构展开了一系列的理论与实验研究：将超晶格结构与非线性声学材料组合构成了可实现声整流效应的声二极管结构;通过将反对称弹性结构引入到复合结构板来产生Lamb波的不对称模式转化,设计了可实现Lamb波单向传播的线性声学结构;基于声子晶体的部分禁带特性,在有限尺度声学系统中设计并实现了单向声学波导结构;设计并实现了由纯板与声栅构成的声单向传播结构,具有小尺寸与高效率的特点,且声波出射角度可调;基于声学梯度材料设计了可在极宽频带内实现不对称声传播的声学结构。     

语后聋人工耳蜗使用者电刺激听觉部位音调感知研究

系统地研究了人工耳蜗植入者的电刺激听觉部位音调感知,全面地探讨了部位音调感知与人工耳蜗植入者言语识别和音乐感知的关系。4位成人语后聋人工耳蜗植入者参与了该研究。通过电极音调排序测试度量植入者的部位音调感知能力。言语能力测试和音乐音高分辨测试分别用米考察植入者的言语识别和音乐感知能力。结果显示,随着电极刺激部位从蜗尖移向蜗底,所有受试者均可获得从"低"到"高"的音调感知变化,但个体差异较大。受试者的言语识别结果与其电刺激听觉部位音调感知能力相关,但受到天花板效应影响,对应关系并不明显。受试者的音乐音高分辨成绩与其电刺激听觉部位音调感知能力呈较好的对应关系。结果表明,当前人工耳蜗声音编码策略所传递的声信号特征已可使植入者获得良好的言语识别效果;且安静环境下言语识别对植入者的部位音调感知能力要求不高。但当前的声音编码策略并未能有效对音乐信号进行编码;植入者在理解音乐这类复杂声信号时,其电刺激听觉部位音调感知能力一定程度决定了其听音效果。      

低频声学全吸收点——解决低频噪音的一种有效方法

低频噪音以其超强的穿透力和难以吸收的特性成为一个令人烦恼的工程技术难题。作者在最近的研究工作中发现的低频声学全吸收点是解决低频噪音问题的一种有效方法,即经过一些简单的设计,原本声学上的全反射表面可以借助于一种特别的表面杂化共振实现对空气中声音的阻抗匹配,从而在一些可调的特定频率不产生反射。与此同时,由于也不存在任何透射,声音在这样的表面要么全部被耗散吸收,要么转化为其他形式的能量,比如电流。在实验中,这样的"声—电"能量的转化效率可以高达23%。需要特别指出的是,在这种被设计了亚波长结构的表面(又称"超表面")上,每一个吸收单元对于声波都如同尺寸可以忽略的"点",这样的特性不论是在实际应用还是理论上(比如时间反演声学)都有着非常重要的意义。文章介绍了这种低频声学全吸收点的原理和实现方法。     

浅水近距离测量声场的干涉结构分析

为指导浅水中水平距离在十倍水深范围内进行的近距离声学测量工作,选取对软底浅水声场产生主要贡献的直达声线和一次水面反射声线,经过合理的近似处理,以射线解析方式给出了中低频信号声场干涉结构的表达式,并将表达式由单频信号推广到宽带信号和线性调频等信号形式。所得到的解析关系式定量给出了浅水中声场干涉结构与信号频率、信号带宽、设备布放深度和水平距离等参数的关系,由此进一步得到浅水条件下中近距离干涉声场的一些特性和规律。通过数值模拟和实际试验数据对上述关系式所进行的检验表明:在浅水的常规测量试验条件下,这些关系式可以较为准确地反映近距离干涉声场的起伏特征,由关系式推论得到的声场特性和规律也得到了初步验证。      

强度解调的F-P干涉型光纤传声器

F-P干涉型光纤传声器具有灵敏度高、结构简单、抗电磁干扰等优势,论文针对基于强度解调的F-P干涉型光纤传声器展开研究。采用多光束干涉理论建立了系统光学模型,采用薄板小挠度弯曲理论建立了传声器振膜的声学模型,在此基础上得到传声器灵敏度的表达式。通过理论分析和仿真,得到了敏感单元结构参数对传声器灵敏度和响应频率的影响关系,并对F-P敏感结构的腔长和端面反射率进行了优化设计。应用厚度为3μm的镍膜,研制出光纤传声器样机,测得其灵敏度为268 mV/Pa、频响特性为±3 dB@50 Hz~4 kHz,可应用于恶劣环境下的声音传感。     

一种自适应变阶谱减降噪算法在电子耳蜗中的应用

由于传统谱减语音增强存在残留的"音乐噪声",因此基于传统谱减法降噪的电子耳蜗(CI)感知的声音品质也会受到影响.为提高CI的抗噪性,本文提出了一种自适应变阶谱减算法,并将该方法应用于电子耳蜗的语音增强中.根据CI电极对应的频带关系,该算法先对采集的带噪声音信号功率谱进行Bark子带划分,并在每个Bark子带中根据信噪比的变化进行谱减阶数和系数的自适应调节,使各子带噪声更均衡地去除,基本消除了传统方法存在的"音乐噪声".基于该算法的电子耳蜗ACE仿真实验及测听结果表明,与传统谱减法相比,改进的算法能更好地抑制背景噪声和残留噪声,仿真得到的CI合成音感知更好和更清晰.     

用声学诊断方法测量激光等离子体通道的长度与电子密度

用声学诊断方法对超短脉冲强激光在空气中传输形成的等离子体通道进行了测量，根据通道不同位置的声音信号，得到了通道的长度和通道内电子密度等信息. 关键词： 声学测量 等离子体通道     

特讯

<正>《应用声学》编委、东北师范大学王双维教授因病医治无效,不幸于2019年3月11日在长春逝世,享年62岁。王双维教授早年从事超声空化及其应用方面的研究,在小尺度混响场空化峰及其机理方面取得了突出的成果。20世纪90年代以来,他主要从事声音与振动信号现代处     

低信噪比下公共场所异常声音声学特征提取

为了实现低信噪比下公共场所异常声音声学特征提取,提出经验小波滤波器组用于提取异常声音声学特征。首先,根据等效矩形带宽的人耳听觉特性,得到各滤波器的中心频率,计算出经验小波滤波器组的边界。然后,将边界代入经验小波细节函数和尺度函数中,形成经验小波滤波器组。最后,用经验小波滤波器组分解低信噪比下公共场所异常声音,经分解的各模态归一化对数能量作为异常声音声学特征,用于分类识别。相关实验表明,提出的经验小波滤波器组与典型的语音信号处理及时频信号处理方法相比,在低信噪比(0 dB)的商店、银行、办公室、自动取款机环境下,对异常声音的平均识别率提高了4.75%~37.92%,验证了提出方法的有效性。      

时频特征的海豚发声端点检测方法研究*

为在复杂的海洋环境噪声场中检测出目标海豚的某类声信号,设计了一种基于海豚声学特征的端点检测方法。根据海洋环境中噪声能量大且分布频率范围广,而海豚声音的时频特征具有持续时间短,、频率高且集中,、发声行为持续时间长的特点,将采集到的海洋声音进行分帧,计算单帧信号短时能量、谱质心和谱质心二阶偏移率,当海豚发出声信号时,谱质心和能量相应发生突变,截取发生突变的信号实现端点检测。通过与门限法等其他常见端点检测方法进行对比,结果表明,此方法在低信噪比的海洋环境下对单一海豚的某一类声信号检测准确度更高,同时具有较强的抗干扰能力。     

声速测量演示实验的设计

利用声波传感器DIS、音叉设计了声速测量演示实验,利用传感器获得声音信号波形图,让学生定性认识声音,再根据不同位置处的传感器获得不同波形图,求得时间差,得出27.8℃时声速为346.6m/s.利用此装置还可以探究温度对声速的影响.     

基于压电材料的薄膜声学超材料隔声性能研究

针对低频噪声的隔离问题,设计了一种基于压电材料的可调控薄膜声学超材料,该材料由压电质量块嵌入弹性薄膜制成.建立了材料的有限元分析模型,并且计算了材料的各阶特征频率与20—1200 Hz频段的传输损失曲线,并通过实验验证了有限元计算的真实性.计算结果表明:此声学超材料在20—1200 Hz频段内隔声性能良好,存在两个50 dB以上的隔声峰与一个可调式的隔声峰.通过分析简单结构的首阶共振模态并构建其等效模型,从理论上探究了结构参数对薄膜声学超材料隔声性能的影响,并通过有限元计算验证了其等效模型的正确性;综合分析材料的特征频率与传输损失曲线,进一步讨论了结构的隔声机理,分析结果表明,在特征频率处,薄膜的"拍动"会导致声波在其后的传播过程中干涉相消,实现声波的衰减;通过Fano共振理论,探究了各共振点处传输损失曲线特征不同的原因;压电质量块与外接电路组成LC振荡电路,在电路的共振频率处,压电材料的振动可以吸收声波的能量从而造成一个隔声峰,同时可以改变外接电路的参数来调整电路的共振频率,从而实现对隔声性能的调控.最后,探究了压电质量块偏心量对材料性能的影响,并通过有限元计算验证了材料隔声性能的可调性.研究结果为可调式薄膜声学超材料的设计提供了理论参考.     

噪声对人的影响(Ⅱ)——噪声对听觉的影响

人耳可以分成三部分:外耳、中耳和内耳。外耳包含耳壳、耳道和鼓膜。中耳是一个小腔,有欧氏管通到鼻腔,使鼓膜两侧保持平衡。中耳内有三块听小骨:椎骨、砧骨和镫骨。椎骨连到鼓膜上,镫骨则连到内耳的卵圆窗。三块听小骨的作用是把鼓膜上微弱的振动放大后传入内耳。内耳的听觉部分是耳蜗,它的形状象螺旋管,中间有基底膜把它分隔为两半,膜端有小孔通道。耳蜗内充满淋巴液。基底膜上有柯蒂氏器官,其上有大量灵敏的毛细胞。毛细胞分两层,均匀地分布在基底膜上。外毛细胞把基底膜振动放大并传给内毛细胞,后者的神     

圆柱形光声池结构及环境因素对声学本征频率的影响

以典型的圆柱形光声池为研究对象,建立光声池声学仿真有限元模型,并在此基础上,研究了光声池中谐振腔、缓冲腔、进出气孔结构参数以及温度、湿度因素对其声学本征频率的影响规律.研究结果表明:圆柱形光声池的进、出口孔对其声学本征频率影响极不敏感,设计计算中可以忽略不计,谐振腔的长度影响最为敏感,其次为谐振腔的直径.此外缓冲腔的长度与直径对其亦有一定影响,因而在准确计算时需要加以考虑.温度与湿度对光声池声学本征频率的影响均呈现正线性增长规律,温度的影响随着谐振腔长度的增大而减小,湿度的影响随着温度的升高而增大,仅计算光声池的声学本征频率时,湿度的影响在室温环境下且湿度变动较小的条件下可以忽略.     

国内声学文献分类索引

（声学分类：43．10总类;43．15标准;43．20一般线性声学;43．25非线性声学;强声学;43．28航空声学;大气声学243．30水声学;43．35超声学,量子声学及声的物理效应;43．40机械振动和冲击243．45统计声学;43．50噪声：影响和控制;43．55建筑声学;43．60声信号处...     

数字示波器语音识别

示波器广泛应用于大学物理实验教学中，相较于传统的模拟示波器，数字示波器将输入模拟信号转换为数字信号进行显示。设计了一个新的使用数字示波器进行人声音识别的综合性实验。实验中把压电陶瓷片贴于测试者的喉部靠近声带处，声带的振动转换为电信号后，使用数字示波器解析测试者的声音特征。在此基础上建立了含多个测试者的语音样本数据库，通过对于测试者声音频率的比对实现了对特定测试者的语音识别。该实验拓宽了示波器的实验教学内容，取得了良好的教学效果。     

飞机机体表面声压及舱内降噪优化设计

本文以某型客机为研究对象,从飞行试验数据分析和声学建模两方面研究机体表面声压分布及其对舱内壁板近场辐射声压的影响。首先根据试飞数据分析了机体表面声压分布,然后利用统计能量法建立飞机客舱中后段的声学模型,以试飞数据作为声源输入,研究机体表面声压分布对客舱内部壁板附近声压分布的影响,并在此基础上提出优化设计方案,通过模型验证优化方案的有效性。试飞数据表明：机体表面声压在后应急门前方、靠近地板处最大;巡航速度升高,声压级较大区域的面积随之增加;巡航高度和发动机N1N2频率变化对机体表面声压级分布无明显影响。仿真数据表明：仅蒙皮结构无法有效降低客舱噪声;对声学降噪包进行优化能增加壁板隔声量,降低舱内声压。