脉冲进料流化床电化学反应器电位波动信号分析

以铁氰化钾体系Fe3＋/Fe2＋为研究对象,导电石墨颗粒为工作电极,采用自制复合探针测定了液固流化床电化学反应器床层颗粒电位和溶液电位波动信号,并进行了功率谱及概率分布密度分析。分析结果表明,在二电极可逆慢反应体系中,颗粒电位与溶液电位信号的波动幅度比较接近且相对均匀,未出现低频大幅波动信号,过电位（颗粒电位与溶液电位之差）信号的波动幅度相对较小;在初始流化状态以及膨胀率为15%时出现多个幅值较大的波动主频,主要频率分布小于10 Hz且波动主频与脉冲进料频率相吻合,过电位功率谱图的波动幅值均较小并接近于白噪声。电位波动与进料方式有关,采用脉冲蠕动方式进料可使床层过电位分布均匀。     

两种鳢科鱼类声反应特性初探

本文以行为生理的方法,记录鱼鳍对声频的反应。实验表明两种鱼有如下听觉特点:可闻频率下限约20Hz,上限:鸟鳢为1000Hz,月鳢为800Hz;最适刺激频率为50Hz;并存在两个敏感区;50Hz附近和600Hz附近;强度阈值极差:乌鳢为41db,月鳟为28.7db。     

高速列车室内结构噪声分析

针对国内高速列车的简化结构模型,采用Virtual Lab Acoustics专业声学求解器,建立了车厢结构声场耦合分析模型,对车厢结构模态、室内空腔模态及室内声振耦合系统进行了模型化分析.理论分析结果表明:在21.24 Hz和35.53 Hz处,车身结构模态的振动频率和空腔模态的振动频率接近,产生共振;在同一水平面上场点声压呈现强弱交替分布,随着频率的增加,车厢内部同一平面上沿横向和纵向的干涉条纹增加;不同测点声压级差异明显,噪声空间分布不均;在20～38Hz频段,声压级处于80 dB以上.     

车内稳态噪声干扰度有源增益系数提前梯度优化方法

为使用有源噪声均衡技术快速优化车内稳态噪声干扰度,分析了传统枚举方法搜索有源均衡最优增益系数向量用以优化噪声品质的特点;通过主观评价建立了车内20-500Hz频率范围内稳态噪声对于人员注意力的干扰程度的噪声品质,干扰度;建立了以20-500Hz频率范围内各个临界频带线性总声压幅值为输入的噪声干扰度反向传播(BP)神经网络客观计算模型;推导了以收敛后的BP神经网络权值表示的各个输入对于噪声干扰度的灵敏度和贡献量;推导了一个频带的有源增益系数、有源均衡前幅值频谱、参考信号,与有源均衡后频带内线性总声压幅值的关系;基于这个关系和噪声干扰度的灵敏度以及贡献量提出了搜索最优增益系数的提前梯度优化方法.使用提前梯度方法有源优化车内稳态噪声干扰度,优化过程耗时较少,主观评价试验显示,优化效果较准确,车内稳态噪声干扰度改善较显著.     

不同冷却边界下燃烧室受迫振荡特性

为考察冷却边界对燃烧室受迫振荡特性的影响规律，该文通过试验与声模态计算相结合的方法，对比了冲击冷却边界和发散冷却边界对燃烧室内声压脉动特性的影响，探究了吹风比改变对发散冷却边界声学特性的影响。结果表明：发散冷却边界具有明显的吸声作用，发散冷却边界下燃烧室内声压脉动幅值相比于冲击冷却边界降幅最大达37.7%;发散冷却边界吸声能力与扰动频率相关，当扰动频率低于90 Hz或高于170 Hz时发散冷却边界吸声能力降低。此外，发散冷却边界在无冷气流动时吸声能力最优，吹风比增大会使发散冷却边界吸声能力明显降低。     

螺旋桨空化压力脉动及噪声数值计算

为了揭示声压与流动引起的压力脉动之间的区别与联系,以及声学积分面对噪声计算的影响,以斜流中的PPTC(potsdam propeller test case)桨为研究对象,基于均质混合流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型及FW-H方程,对螺旋桨空化噪声进行了计算及指向性分析;之后进行了压力脉动流动分量与声压分量之间的比较,以及声学积分面的影响研究。结果表明:声压和流场压力脉动是同频率的,均以叶频为特征频率;声压幅值小于流场压力脉动幅值;二者的相位大致相反,当脉动压力达到峰值的时候,声压却处于波谷;空化增加噪声,但不绝对增加流场压力脉动;声学积分面的选取对噪声计算结果影响较大。鉴于近场压力脉动测量值部分与流动计算值符合,部分与声学计算值符合,近场测试有必要对流动量和声学量进行区分,声学积分面的选择还有待进一步确定规程。     

平面波作用下两种声强阵列的精度对比和数值分析

从平面波作用下三维声强阵列的理论推导出发,通过声压、质点振速估计和声强谱计算,比较了正四面体传声器和六传声器的幅值误差和方向性误差,并在全消声室中对数值仿真的结果进行验证.研究结果表明:随着频率增加,幅值误差呈指数式增长,4 k Hz范围内两种传声器的幅值误差均小于0.5 d B,满足精度要求,且正四面体传声器略优于六传声器;在平面波作用下正四面体传声器的方向性精度明显优于六传声器,当频率为8 k Hz时六传声器的角度偏差已接近6°,而正四面体传声器角度偏差仅为1°,且全频域范围内角度偏差增长缓慢.     

泡群内气泡振动特性分析

本文从均匀球状泡群内气泡非线性振动方程出发分析了驱动声压幅值、声波频率和液体环境对空化气泡振动特性的影响.数值分析结果表明:超声波驱动下的非线性振动气泡存在不稳定响应区,不稳定响应区主要分布在声波频率小于5 0 kHz的低频区和平衡半径小于1 0μm的微泡尺寸范围;平衡半径为3μm左右的空化微泡有较强的声响应能力和不稳定性,在特定的液体和声环境中,极易受到扰动生长为平衡半径更大的气泡;驱动声波频率一定的情况下,随着驱动声波压力的增加,气泡的非线性共振频率降低,声场中气泡的共振尺寸减小;平衡半径大的气泡空化阈值低,更容易引起空化效应.液体内溶解气体浓度影响空化进程以及空化声压阈值,溶解气体浓度越低空化阈值越高.     

基于驻极体静电俘能器的优化设计与实验测试

针对环境中的低频振动能量,建立了一种双端固支梁振动式驻极体静电俘能器理论模型.利用Matlab/Simulink数值仿真对静电俘能器的各项关键参数进行了优化.分别研究了静电俘能器的输出功率、谐振频率、半功率带宽与驻极体表面电位、空气间隙以及负载电阻的关系.在研究中,外部激励加速度幅值及驻极体尺寸保持恒定.数值分析结果如下:(1)存在一个最佳表面电位使得静电俘能器的输出功率达到最大值,随着表面电位的增加,软弹簧效应逐渐增强使得俘能器谐振频率发生偏移,半功率带宽逐渐增大.(2)当表面电位一定时,存在一个最佳初始空气间隙使得功率达到最大,随着间隙的增大,半功率带宽随之减小.(3)当表面电位和空气间隙保持一定时,存在一个最佳负载使得功率达到最大,随着负载的减小,谐振频率发生偏移.(4)当空气间隙一定时,存在一个最佳负载使得带宽达到最大,且表面电位越大,相同负载下的带宽越大.实验测试了不同负载电阻下俘能器的输出特性:输出功率及半功率带宽都随着负载电阻的增大,先增大而后减小.当负载电阻为90MΩ时,对应的最大输出功率为0.188 mW;当负载电阻为330 MΩ时,对应的半功率带宽达到最大值为4.7Hz.     

水体中吡啶对克氏原螯虾触角电位影响

运用电生理学方法,观察吡啶对克氏原螯虾(Procambaras clarkii)触角电位(antennary potential)的影响.实验结果表明:吡啶对克氏原螯虾的触角电位发放有明显的抑制作用,使电位时程和幅值降低,时相性电位减少渐至消失,放电频率下降.触角电位受抑制的程度随吡啶浓度升高而增大.从表示触角电位发放频率变化与时间关系的直线回归方程可知,其b值大小与吡啶浓度有关,吡啶浓度越大,b值则越小.吡啶对克氏原螯虾的触角电位的抑制作用与螯虾的体重有关,而与螯虾的性别无关.     

刺激呈现率影响小鼠下丘神经元声反应特性

自由声场条件下,以强度为特征频率阈上5dBSPL、时程为40ms的短纯音为声刺激,记录了小鼠下丘神经元对不同呈现率（0．5～20Hz）的声刺激反应．结果显示,随呈现率的增高,绝大多数神经元（87．3％,103／118）的冲动发放数单调下降,少数（12．7％,15／118）神经元的冲动发放数呈非单调变化,冲动发放数与刺激呈现率之间有显著相关性．即使在低范围内改变呈现率也能显著影响多数神经元的声反应特性,其临界呈现率及最大呈现率低于3．3Hz的神经元分别超过70％（75．4％,89／118）和40％（44．9％,53／118）．此外,提高刺激呈现率,部分神经元（17．8％,21／118）的发放模式发生改变,主要是由紧张型或相位爆发型向相位型转变．可见,下丘神经元声反应特性与声刺激呈现率密切相关．     

生态声屏障设计与效果分析

设计了一种将吸声降噪、景观绿化2种功能有机结合的生态声屏障,利用RAYNOISE声学软件对生态声屏障、普通直立型声屏障的降噪效果进行数字模拟比较,对生态声屏障的降噪插入损失进行了实验测量.声学软件RAYNOISE的仿真模拟结果表明:生态声屏障有较好的降噪效果,在声影区内高度4 m以下的生态声屏障比直立声屏障插入损失大0～4.63 dB,在高于4 m后生态声屏障的插入损失虽然大于直立型但不大于1 dB.实验结果表明:频率为63～500 Hz时,生态声屏障的插入损失为0～28 dB,并且随着频率的增加逐渐增大;当频率大于500 Hz时,插入损失不再增大,维持在20 dB左右.     

双耳信号时差与强度差的听觉效应

对频率在４ ０００ Ｈｚ 以下的纯音、方波和噪声在有时差或强度差时的主观感受进行的直接测试结果表明,通过双耳信号产生整体单一声源感,双耳信号需要有一个以上的频率成分．单频纯音并不能独自产生声源在不同位置的主观感受,且完全没有整体单一声源的感受．实验结果还表明所有频率成分的强度差、时差在半周期以下的频率成分的时差对声源的空间位置感起作用     

仓储粮食中害虫活动声的提取与频谱分析

以无规声源作为粮食中害虫爬行发声的理论模型，分别对20只黑菌虫（Alphitobius diaperinus Panzer）成虫在小麦中的爬行声和20只赤拟谷盗（Tribolium castaneum Herbst）成虫在玉米中的爬行声进行了数据采集．在Matlab下，对爬行声信号进行了再现．依据噪声特征，综合利用滤波器消噪和小波消噪提取出了明显的声信号．对信号的功率谱特征进行了分析，黑菌虫成虫在小麦中的爬行声频谱和赤拟谷盗成虫在玉米中的爬行声均是离散谱，前者频率最高1600Hz，主频在205Hz．后者主频在350Hz，最高频率800Hz．其结果表明，用爬行声功率谱特征可以区分粮食中害虫的种群．     

荷载激励半刚性基层沥青路面声效响应分析

为了通过由沥青路面在冲击荷载作用下的声效特征差异识别路面层间连续状态,从而适时进行预防性养护,采用ABAQUS有限元从材料塑性变形、温度、土基等方面分析半刚性基层沥青路面不连续病害产生机制,建立半刚性基层沥青路面板体振动微分方程和强迫振动方程,求得其稳态解,并对板体振动时的声效响应及其敏感性因素进行分析。结果表明:激励荷载大小、板体尺寸、板体连续状态、不连续区域面积等较冲击加载方式、板体模量等因素对荷载激励产生声效特征响应更为强烈、敏感,板体振动声效特征频带基本集中在500 Hz之内;基于沥青路面在冲击荷载下因连续状态不同引起的声效特征差异性原理,开发的半刚性基层沥青路面结构层连续性检测仪的识别准确率达到96%。     

听觉诱发电位与声舒适度的关联性初探

为了研究声舒适度与听觉诱发电位的关系,使用诱发电位仪记录了不同频率和不同声压级刺激下的听觉诱发电位。结果表明：随着声音频率的提高,诱发电位的波峰越密集,这与声音本身的频率特性相匹配;随着声压级的增大,诱发电位幅值增大,这解释了人体主观烦恼度随着声压级增大而增加的现象。在不同频率和不同声压级刺激下,Ⅴ波较其他波形稳定,说明人体脑桥上段或中脑下端对声音特性更敏感。该研究可为不同声环境下人体声舒适度机理研究做参考。     

结构传声标准的引用及测试分析

采用符合GB/T3241规定的倍频程滤波器所测量的倍频带声压级,与室内噪声频谱分析倍频带中心频率为31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz成线性关系的方法,来判定室内结构传声值是否超过国家标准.多方位测试声波在传递过程中的最高峰,使结果具有较高的精密度和准确度,是一种可靠的分析方法.     

基于声环境评价的公共交通优先设置形式比选

根据各类公共交通优先设置形式的声环境特性,选择道路公交专用道(BUS)、道路交通快速公交系统(BRT)、高架地铁(MR)、高架轻轨(LR)和高架低速磁悬浮(LM)进行声环境评价比选研究.首先分析了上述5种公交优先设置形式的噪声影响因素;然后选择了道路交通与轨道交通公交优先客运走廊的噪声计算方法,并确定了相关参数;在此基础上,进行了5种公共交通优先设置形式的噪声情景设置、噪声计算与对比分析.研究结果表明,在城市公交优先客运走廊上,公交优先设置形式对声环境的影响比客运量变化的影响大;在高峰小时客运量2.0～5.0万客运走廊上,轻轨具有声环境优势;在高峰小时客运量5.0万以上客运走廊上,地铁具有声环境优势;在声环境特别敏感区域,宜采用低速磁悬浮.     

Optimal neural population coding of an auditory spatial cue

A sound, depending on the position of its source, can take more time to reach one ear than the other. This interaural (between the ears) time difference (ITD) provides a major cue for determining the source location. Many auditory neurons are sensitive to ITDs, but the means by which such neurons represent ITD is a contentious issue. Recent studies question whether the classical general model (the Jeffress model) applies across species. Here we show that ITD coding strategies of different species can be explained by a unifying principle: that the ITDs an animal naturally encounters should be coded with maximal accuracy. Using statistical techniques and a stochastic neural model, we demonstrate that the optimal coding strategy for ITD depends critically on head size and sound frequency. For small head sizes and/or low-frequency sounds, the optimal coding strategy tends towards two distinct sub-populations tuned to ITDs outside the range created by the head. This is consistent with recent observations in small mammals. For large head sizes and/or high frequencies, the optimal strategy is a homogeneous distribution of ITD tunings within the range created by the head. This is consistent with observations in the barn owl. For humans, the optimal strategy to code ITDs from an acoustically measured distribution depends on frequency; above 400 Hz a homogeneous distribution is optimal, and below 400 Hz distinct sub-populations are optimal.     

Sparse optical microstimulation in barrel cortex drives learned behaviour in freely moving mice

Electrical microstimulation can establish causal links between the activity of groups of neurons and perceptual and cognitive functions. However, the number and identities of neurons microstimulated, as well as the number of action potentials evoked, are difficult to ascertain. To address these issues we introduced the light-gated algal channel channelrhodopsin-2 (ChR2) specifically into a small fraction of layer 2/3 neurons of the mouse primary somatosensory cortex. ChR2 photostimulation in vivo reliably generated stimulus-locked action potentials at frequencies up to 50 Hz. Here we show that naive mice readily learned to detect brief trains of action potentials (five light pulses, 1 ms, 20 Hz). After training, mice could detect a photostimulus firing a single action potential in approximately 300 neurons. Even fewer neurons (approximately 60) were required for longer stimuli (five action potentials, 250 ms). Our results show that perceptual decisions and learning can be driven by extremely brief epochs of cortical activity in a sparse subset of supragranular cortical pyramidal neurons.