利用单传声器分解和测量管道内的高次模式声波

利用数字声源信号可完全重复的特点,提出了通过单传声器对管道高次模式声波进行分解和测量的方法.阐述了此模式分解方法的基本原理,建立了相应的测试系统.通过试验测量,与传统的驻波管法相比较,验证了此方法的有效性.给出了一个典型的试验应用,对于口径为600mm的方形管道,在频率为500,1 000,2 000Hz时,对管中存在的高次模式声波进行测量和分解.此方法的特点是仅需要使用单个传声器进行测量,并提高了可分解的高次模式数量.     

基于波束形成法定位管内声源的改进方法

该文对基于波束形成法定位管道内声源的方法进行了优化研究。当管道内的声波频率接近管道的某一截止频率时,将有一个声学模态在声压中占主导地位,在应用波束形成法进行声源定位时会导致较大误差。该文提出一种改进方法,在声源定位计算式中去除最大声学模态的影响。通过模拟研究和实验研究进行验证,结果显示:管道内声源定位的效果和管道内传播的声学模态数有很大的关系,应用改进方法可以显著改善截止频率附近的管内声源定位效果。     

热声热机谐振管截止频率选择机理

通过波导管理论的推导，对热声热机中谐振管的截止频率选择机理进行研究，导出谐振管中传播一维平面波的频率传播范围，阐述热声热机谐振管中一维平面波的传播机理，即谐振管截止频率选择的理论依据。理论研究结果表明：对于同样等效直径的矩形谐振管，其截止频率远大于圆形谐振波导管的截止频率；对于等效半径为2mm的微型热声制冷机的谐振管，当声速为343m／s时，谐振管的截止频率为50248Hz，实际的工作频率5500Hz，远小于谐振管的截止频率；在热声热机谐振波导管中只存在一维平面波传播，有利于合理布置热声热机的其他部件，达到优化热声热机的目的。     

可调谐的负等效质量密度声学超构材料实验研究

结构简单和宽频响应是负等效质量密度声学超构材料(Acoustic metamaterial,AM)的重要研究目标.本文基于局域共振理论设计了一种结构简单的空心管实验模型,利用声学传输线理论证明其谐振频率与空心管内径密切相关.实验测试的3种不同内径空心管AM的透射曲线分别在1 550 Hz,1 400 Hz和1 300 Hz处出现透射低谷并伴随相位扭折,表明空心管AM在对应的频率附近发生谐振,且符合随内径增大谐振频率降低的理论结果.利用提取参数法实现了3种AM分别在1 143～1 662 Hz,998～1 492 Hz和845～1 352 Hz时的负等效质量密度.通过模拟声场分布阐述了空心管AM负等效质量密度形成的物理机制.空心管结构的提出为设计结构简单、宽频响应负等效质量密度的AM提供了一种可行的模型.     

机械阻抗与微穿孔板组合结构吸声特性的研究

机械阻抗板(MIP)与微穿孔板(MPP)结合形成微穿孔板组合结构,提高了传统微穿孔板的低频吸声性能,为了获得更好的吸声效果,研究机械阻抗对组合结构吸声的影响。计算找出影响机械阻抗板吸声性能的主要因素,得到机械阻抗板的面积和质量对吸声特性的影响规律:在阻抗板材质厚度及粘弹性材料不变的情况下,增加阻抗板面积,吸声带宽变窄,共振频率向低频移动;在阻抗板材质面积及粘弹性材料不变的情况下,减小阻抗板质量,吸声带宽增加,共振频率向高频移动。在工程实际应用中要保证吸收特定频率的噪声,当阻抗板直径从100 mm增加到200 mm的时候,板厚需要从1 mm减小到0.5 mm,板的固有频率从320 Hz回到380 Hz;当阻抗板直径增加到400 mm,而板厚不能减小的情况下,需要通过提高粘弹性材料的弹性来达到应用效果。     

基于改进双电流探头法的EMI噪声源内阻抗测量

提出了一种应用于EMI噪声源内阻抗测量的改进双电流探头法.首先,分别利用2个标准电阻代替被测噪声源内阻抗接入测试回路,或将被测噪声源内阻抗短路,依次测量上述3种测试回路中注入探头输入电压和检测探头输出电压,得到3个测试回路方程,并由此得到测试回路阻抗的幅值与相位.然后,将EMI噪声源接入测试回路,重复上述测试步骤,通过计算即可确定被测EM I噪声源内阻抗的幅值与相位,测试结果接近矢量网络分析仪标准测试结果.对AC-DC开关电源噪声源内阻抗的分析结果表明,随着频率的上升,其共模噪声源内阻抗和差模噪声源内阻抗分别呈减小和增大的趋势.     

风速频谱对人体热舒适性的影响

研究了自然风与机械风频谱的区别及对热舒适的影响。研究发现自然风的频谱在低频区较机械风丰富。提出了一种模拟自然风频谱的方法 ,并利用此方法研究了频谱形状及吹风频率上下限对人体热舒适性的影响。主观问卷实验表明 :接近于自然风频谱的吹风模式比其它吹风模式有更好的可接受性。同时发现人体对吹风频率感受的上限在1Hz附近 ,而频率下限在 0 .2 44～ 0 .488m Hz范围内时吹风有较好的可接受性     

矩形截面的均弯波导管

本文用耦合传输线理论研究了矩形截面的均弯波导管中各模式相互耦合的规律,确定了各模式的阻抗参量和导纳参量,并计算了E面和H面矩形均弯波导中主模式的截止频率和波导波长。     

高温高压下干热辉长岩的阻抗谱实验研究

在1.0和2.0GPa,593～1173K下研究了干热辉长岩的阻抗谱.研究表明,复阻抗对频率具有依赖性,复阻抗平面上出现了反映颗粒内部和颗粒边缘传导机制的阻抗弧.颗粒内部的阻抗弧出现在10 2～10 5 Hz的频率范围内;颗粒边缘的阻抗弧出现在12～100Hz的频率范围内.用CNLS程序拟合了对应颗粒内部传导机制等效电路的各个元件.当辉长岩中有石榴石出现时,电导率发生突变.     

一维三组元杆状结构声子晶体带隙研究

采用集中质量法对一维三组元杆状结构声子晶体带隙特征进行计算,将其与一维二组元杆状结构声子晶体进行比较。研究表明,一维三组元结构声子晶体能有效拓宽带隙频率范围且能降低起止频率。在一维二组元(铝/塑料)声子晶体组份材料铝和塑料之间插入丁腈橡胶前后,保证2个模型的晶格常数a=0.3m、自由度总数300相同。当组份比t为1时,三组元(铝/丁腈橡胶/塑料)声子晶体可以降低第1带隙的起始频率463.7Hz、截止频率2 108.1Hz。当三组元声子晶体晶格常数a由0.03m增大到0.42m时,该声子晶体第1带隙起始频率由18 943Hz下降到1 353.1Hz,截止频率由37 799Hz下降到2 699.9Hz。如果取三组元声子晶体的晶格常数为0.3m,固定其中铝的长度为0.15m,将丁腈橡胶和塑料的长度之和固定为0.15m,调节丁腈橡胶的长度由0m增大到0.15m时,该声子晶体第1带隙起始频率由2 359.8Hz下降到1 664.7Hz,截止频率由5 888.0Hz下降到4 065.3Hz。同时该声子晶体第1带隙宽度变化在低频率区存在一个峰值3 043.6Hz。这些变化规律对拓展一维杆状声子晶体的带隙特征具有积极意义。     

两种声衬阻抗提取方法的对比

航空发动机短舱声衬是发动机最重要的降噪装置,为建立精确的、关联声衬结构和声学性能的阻抗模型,需要精细化分析声衬声阻抗提取技术。本文对比分析了2种声衬阻抗提取技术——当地阻抗提取方法和直接提取方法——的差异。应用了同一个流管声学试验平台、制造偏差可控的声衬试验件,并进一步通过阻抗测量的重复性试验,保证了两种阻抗提取方法对比的基础。应用两种阻抗测量方法分别提取了单自由度声衬和双自由度声衬的声阻抗。结果表明：2种阻抗提取方法测量结果在中、高频段内相互吻合,在低频范围内存在显著差异。对比分析可见：相比于直接提取方法,当地阻抗提取方法适用的频率范围更宽,能够反应声衬的局域声阻抗特性,对声衬的尺度限制小,但需要破换声衬的物理结构,且适用于传统声衬结构;相比于当地阻抗提取方法,直接提取方法测量了声衬的整体阻抗特性,在中、高频段内能够获得精确的阻抗结果,不需要破换声衬的物理结构,而使用于更为广泛的板型吸声材料。     

压电声衬的自动控制系统设计及实验研究

为了进一步实现压电声衬在体积调节模式下的阻抗控制,提出了一种新的噪声控制方法。该方法利用光敏电阻特性,通过Lab VIEW程序设计,驱动压电声衬使其根据不同噪声频率的变化自动发出控制信号;通过电压的变化来改变声衬的腔体体积,从而调节声衬的消声频率。在分析压电声衬消声及工作原理基础上,设计加工压电声衬结构。通过相关性能测试验证该方法的可实施性。最后利用Lab VIEW虚拟仪器技术,实现自动控制程序设计;并通过消噪性能实验验证了控制系统的可行性,实现了对声衬激励电压的自主控制及降噪频带偏移6 Hz。     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型研究

在获得3.5%Nacl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明：在0.1 Hz~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著,当测试频率范围为0.1 Hz~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下成线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系,而当测试频率范围为10 Hz~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系;在本研究的测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

FFT频谱分析在微震信号识别中的应用

 为识别采场大爆破信号与岩石破裂大震级微震信号,运用MATLAB 的快速傅里叶变换(FFT)频谱分析,对采场大爆破信号和大震级微震信号的功率谱和幅频特性进行分析,并对比两者能量在频带上的分布差异。研究表明,大震级微震信号频带分布较宽,且在30～50 Hz 达到了最大幅值,采场大爆破信号频带更窄、幅值更大、且一般在10 Hz 就能达到最大幅值。由于爆破释放的能量较大且释放的非常快,采场大爆破信号能量大多分布在0～30 Hz 的低频区域,大震级微震信号的能量大多分布于30～50 Hz 区域。利用信号特性实现对两种信号快速有效的辨识,为后期微震监测对地压风险区域的预测预报提供了准确的数据支撑。     

地铁直线轨道波磨成因及发展特性

为分析地铁直线段钢轨波磨的成因及发展特性,基于轨道结构有限元模型和车辆-轨道耦合动力学模型,运用模态分析和动力分析对钢轨波磨的产生和发展进行研究。结果表明：（1）实测波磨的线路条件和通过频率范围与Pinned-Pinned共振导致的响轨波磨接近,初步认为该区段发生的波磨可能为响轨波磨;（2）轨道结构模态分析发现,513.7Hz处的振动模态为轨道结构的横向Pinned-Pinned共振模态,1050.0Hz处的振动模态为轨道结构的垂向Pinned-Pinned共振模态;车辆-轨道耦合模型动力分析发现,钢轨垂向振动加速度级在中心频率500Hz和1000Hz处幅值较高,分别为69.7dB和70.1dB,且上述中心频率所对应的三分之一倍频程带宽为轨道结构发生Pinned-Pinned共振的频率范围,因此分析认为该线路上的钢轨波磨为轨道结构Pinned-Pinned共振所致的响轨波磨;（3）不同轨枕间距和运营速度下的钢轨垂向振动加速度级变化趋势基本一致,且中心频率500Hz和1000Hz处的钢轨垂向振动加速度级幅值较高。随着轨枕间距和运营速度的变化,500Hz和1000Hz处的钢轨垂向振动加速度级变化趋势相同;通过改变轨枕间距和运营速度,可以使得钢轨垂向振动加速度级发生明显变化,说明适当的轨枕间距（700mm左右）和运营速度（80km/h左右）能够有效的控制响轨波磨的产生和发展。     

Ba_(1-x)Ca_xTiO_3陶瓷的介电性和正电子湮没研究

采用固相反应法制备Ba1-xCaxTiO3陶瓷样品,运用X射线衍射技术进行物相分析,利用HP4294A阻抗分析仪测量样品在室温下的介电特性随频率和Ca2+掺杂量的变化.实验结果表明:Ca2+掺杂可以提高BaTiO3陶瓷的介电常数随频率变化的稳定性,降低BaTiO3陶瓷的介电损耗,随着掺杂量增加,效果就越明显;用正电子湮没寿命谱学的方法研究样品中的结构缺陷与掺杂量的变化关系.分析了样品的微观结构与掺杂量的大小有关.     

大型高频煤泥筛动态特性数值模拟

为研究大型高频煤泥筛的动态特性,利用有限元软件,建立GFS2445型曲面筛实体模型,分析了筛机的固有特性和动力响应。结果表明：该筛机低阶模态分布较为集中,属刚体振型,运动形式为平动、转动、沉浮运动;高阶模态属扭转弯曲,频率均较高。在24 Hz频率下筛机各项动力学响应指标符合国家标准。筛机最大Von Mises应力远小于钢板的疲劳屈服极限,不存在应力集中破坏断裂现象。该研究为大型高频煤泥筛的设计改进及动态强度实验提供了理论依据。     

Impedance spectra of hot, dry gabbro at high temperature and pressure

Impedance spectra of hot, dry gabbro have been studied at 1.0～2.0 Gpa and 593～1173 K.The experimental results indicate that complex impedance depends on frequency of altering current. Impedance arcs representing grain interiors and grain boundaries conduction mechanism are displayed in the complex impedance plane. The impedance arc corresponding to grain interiors occurs over the range of 102～105 Hz, and the impedance arc corresponding to grain boundaries occurs over the range of 12～102 Hz. Each element of equivalent circuit corresponding to grain interiors is fit for complex nonlinear least square program. When garnet occurs in gabbro, the electrical conductivity of gabbro abruptly changes.