水下非均匀复合层结构吸声的理论研究

本文对水下非均匀阻尼板与多层介质组成的吸附结构进行了研究,基于非均匀波导理论,导出非均匀性阻尼层的传递矩阵及多层结构表同反声,吸声系数,对任意非均匀层,提出分层近似求传递的方法,数值计算研究了结果反声,吸声性能及其随各参数的变化。     

水下多层均匀材料的声特性

本文研究水和空气中由不同厚度的两层弹性板及消声橡胶共同组成的分层介质在斜入射时的声特性,并采用数值方法求解多层结构声场的线性方程组。得到反射,透射系数,当板的厚度远小于波长时,采用弹性薄壳振动模型和弹性波模型进行计算,它们的结果基本相同,但是薄壳振动模型更便于计算和理论分析;对系统反射系数和透射系数的计算结果表明,系统增加消声橡胶层后,极大地改变后射系数和透射系数的频率响应;频率升高,反射系数减小     

水下复合层吸声结构中反向声能与振动能量传输的研究

本文对文献「１,２」所讨论了水下复合层吸声结构中能量的反向传输进行了研究。利用多层结构的文献矩阵求逆,导出声能和振动能的反向传输关系,给出传递损失。数值计算分析了结构的各层参数变化对能量传递损失的影响。     

水下复合层吸声结构中反向声能与振动能量传输的研究

本文对文献[1,2]所讨论的水下复合层吸声结构中能量的反向传输送行了研究．利用多层结构的传递矩阵求逆．导出声能和振动能的反向传输关系,给出传递损失．数值计算分析了结构的各层参数变化对能量传递损失的影响．     

高分子颗粒孔隙结构材料的吸声特性研究

在噪声控制与治理工程中,许多场合了消除由物体表面产生的反射声波,往往需要在物体表面敷设具有吸声性能的材料或结构,以吸收入射声波的声能,本文对一种新型的以高分子材料为基底的颗粒型微孔结构进行了吸声特性研究,首先对颗粒微孔结构的吸声机理进行分析,认为由于受材料自身化学性质与结构特征所决定,这种颗粒微孔结构除了具一般多孔吸声材料的空气粘滞阻力作用吸声外,还存在颗粒材料的内部的弹性弛豫效应吸声,因而吸怕系     

水下弹性微穿孔吸声结构吸声系数研究

利用模态叠加法建立了水介质微穿孔板的数学模型,基于声电类比法得到其等效电路模型。研究了弹性微穿孔板和弹性背腔对垂直入射吸声系数的影响。与空气介质中的微穿孔板不同,水下微穿孔板因结构阻抗不足,难以取得满意的吸声效果,为此提出了增强型微穿孔吸声结构,并在水介质阻抗管内对理论结果予以验证。结果表明,随着增强型弹性微穿孔板弯曲刚度的增大,其在[20,2000]Hz范围内的平均吸声系数得到提高,逐步趋近于刚性微穿孔板的结果,弹性背板使微穿孔吸声结构的吸声峰向低频移动,低频吸声效果得到提高。     

穿孔结构前加多孔性材料的复合吸声结构

在以前的工作中,本文作者曾对于甘蔗纤维板穿孔结构前加一层玻璃棉的吸声特性进行过实验测量。这种复合结构的剖面图见图1:多孔材料层厚l,穿孔板厚t,与刚性壁距离L。这种桔构的表面法向声阻抗率Z_s为     

波纹穿孔板吸声特性研究

研究了平面波垂直入射和掠入射两种情况下波纹穿孔板对声波的耗散作用, 结果表明在这两种情况下波纹穿孔板的声学特性都有别于平板穿孔板。在垂直入射条件下, 通过“等效穿孔率”可以在中、低频率范围内使波纹穿孔板和平板穿孔板的吸声特性“重合”。波纹穿孔板在高频范围会出现异于平板穿孔板的双尖峰现象, 进一步研究发现这是由波纹板形状导致的背腔深度的连续变化所引起的。在掠入射条件下, 波纹穿孔板与平板穿孔板无法通过“等效穿孔率”替代。波纹穿孔板的板高和板长对其声学性能都有明显影响, 当波纹穿孔板夹角(板高与1/4板长对应的正切角)相同时, 在板长小于75 mm范围内波纹穿孔板有相似的声学性能。     

微穿孔板吸声结构水下应用研究

马大猷教授提出的微穿孔板吸声结构在空气噪声降低和隔离方面得到了广泛的应用,但未见水下应用的相关研究和报道。本文将空气中微穿孔板理论应用到水中,得到了水下微穿孔板吸声结构的吸声公式。通过理论分析,得出了微穿孔板结构直接应用于水中无法获得宽频吸收的结论。提出了通过匹配液将微穿孔板间接应用到水下的设想。设计了单层板和双层板吸声结构,并对它们的吸声特性进行了理论分析与仿真。结果表明,本文设计的微穿孔板吸声结构在水中能够获得优于空气中的宽频带吸声效果。实验测量了自制的微穿孔板吸声结构,吸声系数的测量值与理论曲线基本吻合,从而验证了理论分析的正确性。     

计及孔间相互作用的微穿孔板吸声特性研究

计算微穿孔板吸声系数时,假设孔间的相互作用可以忽略。计算具有不同直径微孔的穿孔板吸声系数并提高其计算精度,孔间的相互作用不能再忽略。在马大猷、Melling(梅尔林)等前人研究的基础上,根据声波辐射和传播原理,分析微孔之间的相互作用,通过修正微孔的实际等效长度,得到计及孔间相互作用微孔板吸声系数模型,并进行理论计算和实验测试。研究结果表明:影响微穿孔板吸声系数除结构参数外,还应考虑孔间的相互作用;计及微孔板各孔间相互作用,能提高共振频率、吸声系数理论值的计算精度,计算值逼近实验测试结果。     

Analytic ray curve tracing for outdoor sound propagation

Outdoor sound propagation, which propagates sound through inhomogeneous, moving media with complex obstacles, presents challenging scenarios for computational simulation. In this paper, we present a ray-tracing method that uses analytic ray curves as tracing primitives in order to improve the efficiency of outdoor sound propagation in fully general settings. This ray-curve tracer inherits the efficiency and flexibility of rectilinear ray tracers in handling boundary surfaces, and it overcomes the performance limitations imposed by approximating the curved propagation paths in inhomogeneous media with rectilinear rays. Adaptive media traversal, as well as acceleration structures for surfaces intersections, lead to further savings in computation. Our method’s speedup over existing ray models, at least an order of magnitude for simple 2D scenarios and up to two orders of magnitude for 3D complex scenes, is demonstrated on outdoor benchmark scenes.     

高分子梯度溶液吸声机理的研究

制备了高分子均匀溶液和梯度溶液,并在声管中测试其声衰减性能.实验结果表明,高分子梯度溶液的声衰减效果明显优于(即大于)相应的均匀溶液的声衰减.根据连续分层介质中声波传播理论建立了计算高分子梯度溶液声衰减的数学模型.计算结果与实验结果一致.由实验和理论分析结果得出了高分子梯度溶液的梯度吸声机理,即多次反射、多次吸收,最终将声能转化为热能.     

Experimental studies of sound absorption by church pews

The influence of pews on the acoustical characteristics of churches may be significant because they occupy large areas in rooms lacking absorbing surfaces. However, the information about this particular category of seating is sparse and, sometimes, contradictory. Different types of pews, differing in materials and construction, were analysed in a reverberant chamber by means of Bradley’s method, measuring the absorption coefficients of blocks with different perimeter-to-area ratios. A substantial dependence on the latter parameter was found, allowing prediction of absorption coefficients as a function of actual block dimensions. The presence of upholstered kneelers showed improved absorption properties which were also replicated on other pew types by adding strips of polyester fibre. On-site measurements in three churches were used to validate the method by means of direct application of Sabine’s formula and by means of virtual acoustic modelling. The first only provided satisfactory results in rooms complying with Sabine’s assumptions, while the second also gave good results in the other church with markedly non-uniform absorption. Finally, the application to computer models of absorption coefficients measured in the chamber was discussed.     

水声声强测量分析系统及其在水下噪声鉴别中的应用

本文将空气中能形成测量分析系统的声强测量技术引入到水介质中,建立了一套水声声强测量分析系统,讨论了此套水声声强测量分析系统的硬,软件组成及特征,实验验证了本系统的可靠性,利用此声强分析系统对水下双噪声源的近场作了平面扫描测量,可以定位和鉴别这两个噪声源。