声表面波梁式加速度传感器的优化设计

为获得传感器的优化设计,对一种声表面波梁式加速度传感器敏感机理进行了研究。从声波波动方程出发,结合有限元分析以及微扰理论对加速度作用力作用下声表面波传播特性进行分析,以此构建梁式声表面波加速度传感器敏感机理的理论模型,特别分析了压电梁材料及几何结构、振子质量对传感响应的贡献以确定传感器优化的几何参数。为验证理论分析结果,实验研制了基于ST-X石英悬臂梁结构的差分振荡式声表面波加速度传感器,并利用精密振动台对所研制传感器性能进行评价。实验结果显示,在给定加速度测试范围内,采用ST-X石英梁并延长梁长度、降低梁厚度以及采用较大的阵子质量将有效的改善传感器检测灵敏度,在±2 g范围内加速度灵敏度可达27 k Hz/g,且实验结果很好的验证了理论模型。     

Surface Acoustic Wave Characterization of Equivalent Young's Moduli for Patterned Films北大核心CSCD

Based on the equivalent elasticity theory for layered materials, the micro-mechanics equivalent models for single and dual damascene structures were established. The equivalent elastic constant of the patterned structure was introduced, to establish the propagation model for the surface acoustic waves propagating in the layered structure of the patterned film/ substrate, and the theoretical dispersion curves of the surface acoustic waves were calculated with Green’s function and the matrix method. The finite element method was used to calculate 24 numerical examples of damascene structures with different volume ratios, and the results were compared with those of the strain energy method. The results show that, the average relative errors of the equivalent Young’s moduli of the 300 nm-thick dual damascene film and the 100 nm-thick single damascene film are 2.06% and 2.27%, respectively. The research verifies the correctness of the equivalent patterned structure model and the feasibility of the surface acoustic wave method to characterize the mechanical properties of patterned films, and provides a reference for the development of suitable chemico-mechanical polishing technologies for patterned films under low pressure. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

一类无界且带不平坦界面的声波导传播计算

无界且带不平坦界面的声波导经局部正交变换和完美匹配层（PML）截断,波导计算问题可近似转化为有界且带有平坦界面的声波导的Helmholtz方程,由于利用PML进行截断,此方程为复偏微分方程,其特征函数系一般不具有正交性,故数值步进求解时,存在着局部基下坐标转换的困难．本文一方面运用共轭特征算子,通过其所对应的特征函数系与原特征函数系的正交性,给出了局部基下坐标转换的简便公式;另一方面,利用此简便公式,进行了声波导的步进计算,数值计算结果表明,所用方法切实可行．     

基于PC机的一种多功能声显微镜及可视化技术的研究

近来研制成功了一种基于ＰＣ机、我们称为“ＴＨＳＡＭＭ”型的多功能声显微镜。在ＰＣ机内插入采样率１ＧＳＰＳ的超高速Ａ／Ｄ卡和信号产生和接收卡,利用软件完成信号检测、处理、显示功能。仪器工作频率为１－１００ＭＨｚ;在检测样品时,同时多层显示Ａ、Ｂ、Ｃ扫描结果。根据声学理论、Ｍａｒｃｈｉｎｇ Ｃｕｂｅ等值面抽取方法和ＯｐｅｎＧＬ技术完成了三维数据的可视化处理,显示样品的内部三维结构。该系统已成功应用于多     

钕配合物宽波段光声光谱研究

利用紫外－可见、近红外及中红外光声光谱对钕配合物的激发态能级状况、驰豫过程,荧光性质进行探讨,并深入研究了钕离子和配体对彼此光声谱峰移动和峰强度的影响。     

关于声子的定义及性质

本文通过求解简谐近似的哈密顿量Ｈ０的本征值方程，得出晶格振动能量量子化的结论，引出声子概念．然后对声子的性质进行讨论，并与光子、经典气体的性质作比较，以便揭示声子的基本特性．     

Novel Image Optimization Method for Joint Photoacoustic Tomography

The distribution of speed of sound （SOS） in biomedical tissue and delay compensation （DC） have significant impact on the image quality of photoacoustic tomography （PAT）. When imaging human peripheral joints, using fixed SOS and DC can only ensure that the reconstructed images are focused in a limited depth range, whereas they are defoeused at other depths, which cause severe artifacts and blurring. In this work, a linear-DC based reconstruction approach is proposed to focus the whole PAT image region. It is proved by two in vivo experiments that, compared with traditional delay-and-sum back projection algorithms, the proposed method can effectively optimize the image quality of articular tissues in PAT.     

海底介质的声学特性研究

海底作为声波在水中传播的下边界,其声学特性对水中声场分布的影响巨大。在近60年的研究中,海底沉积物的声学特性建模研究已取得众多成果,然而这些成果还远远不能满足现代化水声技术发展的要求。文章从基本的海底结构组成出发,在海底地声建模的基础上揭示出声波与海底的作用关系。     

结构参数对气液相变热声发动机性能的影响

本文基于包含流动和传热两个方面的电路类比理论,针对一具有环路结构的气液相变热声发动机系统进行了模拟计算和分析。重点讨论了排出器、动力活塞、反馈管以及负载液柱的直径和长度对于系统谐振频率和换热器驱动温度梯度的影响。结果显示,该气液相变热声发动机的谐振频率较低(小于1 Hz),排出器和动力活塞的直径,以及反馈管的直径和长度对于谐振频率的影响较大;气液相变热声发动机所需驱动温度梯度比通常气体工质热声发动机小一到两个数量级,各主要部件的直径对气液相变热声发动机所需驱动温度梯度的影响比长度对其影响更为显著。     

听觉频域掩蔽效应的自适应β阶贝叶斯感知估计语音增强算法

为了在噪声抑制和语音失真中之间寻找最佳平衡,提出了一种听觉频域掩蔽效应的自适应β阶贝叶斯感知估计语音增强算法,以期提高语音增强的综合性能。算法利用了人耳的听觉掩蔽效应,根据计算得到的频域掩蔽阈自适应调整β阶贝叶斯感知估计语音增强算法中的β值,从而仅将噪声抑制在掩蔽阈之下,保留较多的语音信息,降低语音失真。并分别用客观和主观评价方式,对所提出的算法的性能进行了评估,并与原来基于信噪比的自适应β阶贝叶斯感知估计语音增强算法进行了比较。结果表明,频域掩蔽的β阶贝叶斯感知估计方法的综合客观评价结果在信噪比为-10 dB至5 dB之间时均高于基于信噪比的自适应β阶贝叶斯感知估计语音增强算法。主观评价结果也表明频域掩蔽的β阶贝叶斯感知估计方法能在尽量保留语音信息的同时,较好的抑制背景噪声。