离心风机基频气动偶极子噪声的数值研究

运用计算流体动力学技术及声比拟理论研究了离心风机3个不同流量下蜗壳及叶片表面偶极子声源产生的基频噪声.风机内部三维瞬态流场由计算流体动力学模拟得到.根据气动声学的FW-H方程对蜗壳内表面提取偶极子声源,对于叶片噪声利用Lowson公式进行建模.为了使计算模型更符合实际,建立了以蜗壳为界的内外声学直接边界元模型,使用多区域声学边界元模型,考虑蜗壳对声传播的散射作用,内部噪声通过蜗壳的进出口传播到风机外部.结果表明:在非定常流场中,蜗壳表面的压力波动以基频为主,而叶片上的压力波动并没有明显的基频分量;蜗舌是基频噪声的最主要声源;随着流量变大,蜗壳辐射的噪声急剧增加;由叶片产生的偶极子基频噪声比蜗壳小,特别是在大流量工况下.     

蒙古长调牧歌与赞歌的声学对比分析

文章采用实验语音学研究方法,把两首不同题材的蒙古长调作为研究对象,通过对长调歌唱语音信号的采集,分别提取基频、能量、共振峰和时长等参数,对两首长调进行声学参数层面的对比分析.不同题材长调在歌唱时声学参数存在差异,主要表现在能量和基频参数方面,牧歌能量和基频均大于赞歌,从而表现出牧歌悠扬嘹亮的声学特质,充分说明了共振峰参数反映歌手的歌唱水平,而题材差异集中在能量和基频方面.     

声软边界离心风机蜗壳高阶声学模态分析

根据离心风机蜗壳的结构特点，将其简化为一圆柱体，并在分析声刚性蜗壳的声学模态的基础上，研究了蜗壳声软边界壁面引起蜗壳声学特性的变化，并由此得到了封闭声软边界圆柱体蜗壳的声学模态和具有开孔的实际声软边界离心风机蜗壳高阶声学模态频率的数学模型。     

蒙古族长调《圣》韵律声学特征研究

通过采集蒙古族长调《圣主的两匹骏马》的语音信号,运用实验语音声学分析方法,进行了信号标注和参数提取.文章是通过基频和能量参数来分析长调节拍的基本韵律特征,分析歌唱共振峰和颤音的声学表现,探讨其发音原理和演唱技巧,以数字化方式更为深入和直观地研究蒙古族长调的风格特色.     

彝语元音松紧对立的声学参数分析

本文通过应用实验语音学的原理和分析方法,对彝语的十个元音的单双音节进行声学参数的实验分析,提取大量的元音基频图以及各个元音的共振峰值F1、F2和音强AV值,并以此数据进行对比分析,对彝语的十个元音中存在的松紧对立现象利用实验声学进行初步的探析.     

蜗壳散射对离心风机气动噪声传播的影响

理论分析了声波在空气-钢板界面上的传播过程.结果表明:声波在蜗壳壁面上的入射角不小于3.23°时发生全反射;在入射角小于3.23°时虽然存在声波的透射,但当蜗壳厚度不小于3 mm时,声波经A声级计权后的隔声量大于40 dB,证明了将蜗壳作为声学硬边界条件处理的合理性.采用薄壳体边界元方法计算分析了将蜗壳作为声学硬边界对声波传播的影响,结果表明:蜗壳对低频声波传播的影响不明显,风机低频声源可以近似为紧凑声源,但随着频率的增大,声波受到蜗壳散射的影响逐步明显,蜗壳曲面上的漫反射使得风机内部分布声源激发的声场趋近均匀化.     

基于最小二乘法和高斯混合模型的语音转歌声算法

设计了一种语音转歌声的合成器.在给定一段朗读的歌词语音文件和乐谱的信息条件下,合成器系统按照传递函数调整说话人语音的3个声学参数:基频、语音时长和频谱包络.为了构造传递函数,本文使用机器学习的方法研究了歌声的基频和频谱包络.系统选择最小二乘法去学习歌声基频中颤音的参数,用来生成歌声带有颤音的基频;利用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)学习歌声频谱包络和说话人频谱包络的映射关系,将说话声音的频谱包络转换为音乐带有特定共振峰的频谱包络;根据节拍信息来修改说话语音时长.最终得到的3个参数可以合成音乐歌声,实现机器学习下的语音转歌声.实验结果表明,该合成器能够将说话声音转换为较好的歌声.     

自由剪切流的参数共振理论

提出了包含有平均修正的参数共振理论，并研究了自由剪切流的二次稳定性问题，数值结果证明，三维亚谐波的人振对横向波数有很强选择性，而基频共振模式在很大的波数范围内显示出不稳定性，平均流的修正对亚谐共振有显著影响，对后者则影响很小     

离心风机气动声学分析的一个理论模型和计算方法

通过求解具有延迟时间，包含三维流速影响的非齐次波动方程，得到了离心叶轮气动导报学的基本方程，对气动声源的分析表明，在离心风机的气动噪声中，起主要影响作用的是偶极子和四极子声源，而流动过程中产生的涡是最主要的四极子源，提出了一种用于分析离心风机气动噪声的声学模型，即忽略蜗壳进、出口声学软边界的影响，将蜗壳简化为一个封闭的声学硬边界柱壳，并推出柱壳腔体内的格林函数，利用该函数对离心风机内部由旋转叶轮产生的气动声场进行了时域求解并给出了理论解方程，在计算出离心风机内部的三维非稳定流场之后，利用本文模型和理论解方程就可求出与该流场相对应的气动声场。     

动静干涉下压气机叶轮气动激励与振动分析

为研究离心压气机叶轮的气动激励特征及激励作用下的振动特征,建立了单向瞬态流固耦合模型进行计算分析.利用模态分析确定了叶轮的共振工况,在此工况下进行单向瞬态流固耦合计算.讨论了叶轮与进气弯管和出口蜗壳发生动静干涉时,其表面非定常气动激励的时域与频域特征,并进一步讨论了叶轮在此气动激励下振动时的时域与频域特征.结果表明,叶轮共振时的主要振动分量是基频与共振频率处的振动分量,共振频率处较小的气动激励引发了较大的振动幅值;长叶片吸力面前缘等位置处动应力及离心应力较大,是疲劳失效危险点,叶轮易从此处萌生疲劳裂纹并发生疲劳断裂.      

非对称声学超材料的各向异性反射特性及等效参数

针对非对称声学超材料的异常声学特性问题,设计了材料非对称、几何非对称和共振非对称3种结构,深入研究了各向异性反射特性及等效参数的产生机理。通过仿真和实验研究了3种非对称声学超材料的声学特性,研究表明当材料非对称和几何非对称形成非对称共振特性时,可实现各向异性的反射相位,考虑材料损耗下还可进一步实现各向异性的反射幅值。非对称共振特性还产生了各向异性的等效参数,进而提出了改进的直接法来求解非对称声学超材料的统一等效参数,求解的统一等效参数和透射幅值存在对应关系并且满足被动材料的要求,验证了该方法的正确性。该研究结果可为设计具有零反射的声学器件提供一定的参考。     

差分共振声谱法测量岩石声学参数方法研究

给出了一种测量岩石声学属性的新方法——差分共振声谱法。该方法的原理是通过测量待测岩石样本对共振腔共振频率的扰动来计算待测岩石样本的声学参数。首先详细介绍了差分共振声谱法的基本理论,然后用COMSOL有限元模拟软件对18个已知参数的岩石样本的共振进行了正演模拟,进而用模拟结果进行反演计算,得到了比较好的结果。     

基于非线性理论的海底管跨涡激共振可靠性研究

海底管跨的涡激振动是引发管跨共振失效的主要因素．为此，考虑波浪水质点与海底管线管跨段振动间的相对运动速度以及波浪和海流的联合作用，对传统的波浪载荷计算方法进行了改进，引入了波浪激励载荷中的二阶平方阻尼项，从而建立了海底管跨的非线性涡激振动方程．同时，基于非线性振动特性，将倍频共振和亚频共振的概念引入管跨的涡激共振失效分析方法中，建立了相应的极限状态方程和管跨涡激共振长度预测公式，在此基础上提出了管跨的涡激共振失效可靠性分析方法，并通过算例验证得出海底管跨倍频涡激共振长度小于基频共振长度和亚频共振长度．建议在预测管跨的共振长度时，考虑管跨发生倍频共振时的长度，以保证其可靠性．     

圆柱形共振腔体内岩石小样品引起的共振声谱偏移的实验研究

在以前理论的研究基础上, 建立了压电陶瓷管共振声谱实验测量系 统, 考察了共振腔体几何尺寸、环境温度对共振声谱的影响, 并对圆管中存在几何尺寸和声学特性不同的圆柱形小岩样引起的腔体的共振声谱偏移特性进行了实验测量. 结果表明, 在常压下, 随着温度的升高, 腔体共振频率逐渐降低, 共振幅度逐渐增大; 在一定温度和压力下, 当腔体内存在气泡时, 其共振频率和共振幅度都大幅降低. 共振腔的共振声谱受样品的孔隙性及其在腔体中的位置的影响较大. 在腔体中部, 共振频率达到最大值, 但对孔隙样品, 相对于声学参数相同的致密样品而言, 共振腔的共振频率存在偏小的趋势. 当样品位置由腔体顶部沿轴线变化到腔体中部时, 致密样品的共振幅度是逐渐增大的, 但孔隙度较大的样品的共振幅度是逐渐减小的, 而对孔隙度较小的岩样, 其共振幅度出现先增大后再减小的变化趋势. 另外, 通过实验和理论对比, 发现样品的声学参数、几何尺寸以及腔体的几何尺寸对共振频率测量结果的影响规律符合理论模拟结果. 上述结果给利用共振声谱法研究小岩样的低频声学特性提供了实验依据.     

离心风机蜗壳振动声辐射的定量预测

针对离心风机蜗壳振动产生的声辐射,提出了一种基于边界元分析的声辐射定量预测方法:根据蜗壳声辐射的边界元模型布置振动测点,测量其法向振动的加速度谱;提取加速度谱中峰值较高的基频和旋转频率分量,并将其转换成速度谱后加栽于数值模型的对应节点上,作为声辐射问题的速度边界条件;利用边界元法计算声场及声功率,预测蜗壳振动产生的噪声.结果表明:结构振动声比气动声小很多,相对于风机进出口的气动噪声而言,蜗壳因振动辐射的噪声可以忽略不计;当风机进出口安装消声器后,蜗壳振动的辐射噪声可能成为主要噪声源.基于边界元分析的蜗壳振动辐射噪声定量预测方法也可以应用到其他壳体振动辐射噪声的预测中.     

地中海果蝇鸣声特征分析

利用计算机鸣声分析技术，对地中海果蝇鸣声的声学特征进行了全面分析，探讨了果蝇鸣声特征及其生物学意义，并将果蝇鸣声区分为3个部分．结果表明，地中海果蝇召唤歌为正弦波，IPI（两相邻脉冲的时间间隔）均值为2．9ms，基频约为366Hz；而其求爱歌由脉冲串组成，每个脉冲串大约持续0．1s，求爱歌的IPI均值为3．2ms，基频约为146Hz．此分析为果蝇鸣声的系统研究提供了基础数据．     

改变蜗壳宽度对离心风机气动噪声影响的数值计算与试验研究

采用基于非定常流场的离心风机气动噪声源数值分析方法,定性分析了改变蜗壳宽度对T9—19No．6．3A离心风机偶极子声源强度的影响．数值计算表明：随着蜗壳宽度的增加,该风机主要的偶极子声源强度逐渐降低．以数值分析为指导,在改变蜗壳宽度的情况下对T9—19No．6．3A离心风机的气动性能和噪声特性进行了试验测量．试验结果表明：在整个变工况范围内,与原风机相比,随着蜗壳宽度的增加,风机的气动性能有所提高,风机的基频噪声有不同程度的降低,在高效点A声级降低了约3—5dB,而涡流噪声有所增大,但在常用的大流量和中流量工况范围内,风机的噪声特性有所改善．     

三角阵列超材料的声传播特性

为了使声波产生不同于传统天然声学材料的反常传输特性,采用COMSOL有限元方法模拟了声波在局域共振型声子晶体中的传播特性,给出了二维三组元局域共振型声子晶体的振动机制,并以原胞为基础构建了三角形阵列的声学超材料模型,探究声波与该模型内原胞间的局域共振特性。仿真结果表明,从三角阵列模型底边入射的平面点状及线状激励声源在受到模型的调控后都会重新在顶角处汇聚成焦点;通过入射由三角阵列构成的矩形模型能实现点源的低损耗搬移效果;将两至三个相同的三角阵列组合成平行四边形和梯形模型后会产生平面声波的变向传输。模拟结果显示,此种以原胞为基础的三角形声学超材料阵列模型,在共振频率下会产生反常声学现象,并且随着模型构造的改变,其共振特性也会随之变化,产生不同的反常声学现象。研究结果可为声隐身、声探测及声波低损耗定向传输等研究提供新思路。     

带有频谱补偿的基频修改算法

针对当前多数在基于拼接的语音合成系统中使用的基频修改算法缺少对频谱进行补偿的情况,提出了一种带有频谱补偿的基频修改算法.在传统基音同步叠加(PSOLA)算法的基础上,以共振峰参数和频谱倾斜参数描述频谱特性,通过对频谱参数进行预测及修改,在修改基频的同时,有效地补偿了频谱特性.频谱参数的预测公式由各基频下的条件概率密度函数导出,频谱参数的修改通过正弦模型实现.实验表明,对于不同的汉语元音、基频修改因子和听者,在平均86.25%的情况下,该算法较传统PSOLA算法能够获得更接近自然音质的语音.     

声波驱动下气泡群的非线性共振

由于次级声辐射的影响,泡群内的气泡处于群振动状态.基于气泡耦合振动方程,利用逐级近似法分析了气泡非线性声响应,得到了基频成分、一阶和二阶谐频成分、一阶和二阶次谐频成分的幅频关系式,并以此为基础分析了气泡在基频共振区(ω≈ω0)、一阶和二阶谐频共振区(ω≈ω0/2,ω≈ω0/3)的声响应特征.数值分析表明:泡群内气泡数密度以及气泡初始半径对其共振声响应影响显著,而气泡在泡群内所处的相对位置影响相对较小.气泡的次谐频共振(ω≈2ω0,ω≈3ω0)只有在驱动压力幅值超过一定阈值后才可能发生,且压力阈值随着气泡初始半径的增加而减小.