大颗粒粮食中声传播性质研究

 从颗粒介质模型出发，对粮食中声传播性质进行了研究．结果发现：大颗粒粮食介质的声学性质与动粘滞率有关，低频下，粘滞起主要作用，高频下，惯性起主要作用．其声传播都是频散的，并且随频率增加而增加，低频时接近于正比变化，扭曲率的存在使得声速变小．     

矿井掘进工作面粉尘对机器噪声衰减的影响

掘进工作面悬浮粉尘颗粒改变巷道空气的粘滞特性,同时产生声波散射而影响机器噪声的传播与衰减,简要介绍了粉尘空气介质的声波衰减机理,基于掘进工作面及近巷道粉尘分布特性,分析了悬浮粉尘空气介质的粘滞特性对声衰减的贡献,研究了悬浮粉尘颗粒的声波散射作用及粉尘颗粒粒径、浓度等对声散射衰减的影响,研究表明:巷道中扩散声衰减与介质粘滞声吸收衰减两者在衰减量级上相当,而声散射衰减相对很小甚至可以忽略不计;粉尘浓度是影响粘滞声吸收的主要因素,而粉尘颗粒粒径、粉尘浓度等对声散射衰减有一定影响.     

粮食中声波传播理论模型的建立及实验验证

 以Biot的流体饱和多孔介质声传播理论为基础,对Biot理论中忽略双相介质间热效应的问题进行了修改,同时将Johnson模型拓广到颗粒介质(粮食)中,认为粮食颗粒间孔隙既有圆柱形又有平行狭缝状,建立了粮食颗粒中声波传播理论模型,利用这一模型对粮食吸声系数进行了计算,计算值与实验值吻合较好.     

空化对液体传声特性的影响

在考虑液体粘滞特性对声作用影响的基础上,研究了液体和气泡组成的混合介质中声传播规律.由混合介质中声波的三个基本方程出发,得到了混合介质中与气泡所占混合介质体积比相关的声波动方程,并在此基础上对混合介质中声速和声衰减系数进行理论研究,给出了混合介质中声速和声衰减系数的表达式.结果表明,空化气泡可使声速减小,声衰减系数增大.     

声学形变势表面极化子的性质研究进展

综述了近年来对声学形变势表面极化子的性质方面的部分工作。在第一节中从表面电子—表面光学(SO)声子和电子—表面声学(SA)声子系的哈密顿量出发，用线性组合算符和么正变换法研究与S0和SA声子弱耦合的声学形变势表面极化子的有效哈密顿量、有效相互作用势和有效质量的性质。在第二节中研究了与S0声子耦合强与SA声子耦合弱的声学形变势表面极化子的振动频率，诱生势和有效质量的性质。在第三节中研究了与S0声子强耦合与SA声子弱耦合的声学形变势表面极化子的有效哈密顿量、振动频率和有效质量的温度效应。在第四节中计算了与SO声子耦合强与SA声子耦合弱的声学形变势表面极化子的声子平均数随坐标Z、振动频率λ和η的变化规律。在第五节中采用微扰法研究了声子之间相互作用对与SO声子强耦合与SA声子弱耦合的声学形变势表面极化子的有效哈密顿量、诱生势和有效质量的影响。     

转移矩阵方法与一维声子晶体的带结构

声子同物质（比如液体、气体或细长竿等）相互作用可以归结为声子在不同＂声阻抗＂场中运动。所谓声子晶体就是物质的声阻抗周期变化的晶体。当声子在这种介质中运动时,它的能量（频率）将分裂成带。利用转移矩阵方法分析了声阻抗呈阶跃型分布的一维声子晶体带结构,讨论了系统的稳定性、禁带宽度。结果表明,材料的禁带特征与它的参数有关,只需适当选择介质或适当调节介质参数就可以得到不同声学性质的声子晶体。     

悬浮颗粒物对海水声衰减的影响

海水中的悬浮小颗粒会引起声吸收、散射的变化.作者以Urick的粘滞吸收理论为基础,结合海水自身的声吸收理论和浅海声传播模型,推导出高频下悬浊海水的声衰减公式.本文对悬浮颗粒物的粘滞吸收进行了数值模拟,并以声纳为例,初步研究悬浮颗粒物对其性能的影响.     

夹于等厚同性质介质中同厚度多层褶皱构造

运用弹性力学和塑性流变学理论建立了夹于相同力学性质等厚度介质中同厚度多层褶皱变形理论模型、非齐次偏微分方程及主波长理论,运用数理方程和特殊函数理论解出齐次偏微分方程的特解和一般解,并用弹性材料和塑性材料的模拟实验加以验证.研究结果表明弹性材料的主波长Lm与主多层弹性模量B、介质的弹性模量B0、层的数量n、厚度t及介质的厚度h有关;塑性材料的主波长Lm与主多层粘滞系数μ、介质的粘滞系数μ0、层的数量n、厚度t及介质的厚度h有关.这对同性质等厚度多层褶皱进行理论研究和野外实践有指导意义.     

真空栅介质场效应晶体管自热效应模型

针对纳米尺度金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热传输尺度效应对自热效应影响加剧的问题,提出一种考虑尺度影响的真空栅介质垂直堆叠硅纳米线(SiNWs)环栅场效应晶体管(GAA FET)自热效应模型。首先,分析硅薄膜与SiNWs内声子散射自由程之间的关系,量化用于衡量声子边界散射的SiNW热导率衰减因子;然后,根据国际上现阶段关于纳米硅薄膜热导率的解析模型,推导得到考虑尺度效应影响的SiNW热导率解析模型;最后,结合纳尺度器件热传输的关键路径,建立起考虑尺度影响的GAA SiNWs FET自热效应模型。在TCAD软件中采用所提自热效应模型实现了GAA SiNWs FET自热效应的数值计算。仿真结果表明:低热导率真空栅介质、垂直堆叠多热源与热传输尺度效应将导致真空栅介质GAA SiNWs FET热生成与扩散过程更加复杂,加剧器件自热效应;通过真空栅介质间隙与环绕气体压强之间的折中设计能够最大化栅极热传输能力,达到抑制器件自热效应以改善器件性能及其可靠性的目的;与传统自热效应模型估算的热点温度值相比,所提出的自热效应模型预测的真空栅器件内热点温度提高了30%,表明该自热效应模型能够有效的揭示GAA FET内SiNW热传输尺度效应对自热效应的影响机制。     

分布式光纤传感器系统测量原理

光在光纤中传播.光与介质中光学声子、声学声子发生碰撞,会产生后向散射的光,这些后向散射的光的频率、强度均会发生改变。其改变量的大小与折射率等有关,而折射率等因素受光纤的应变、温度的影响。     

孤立子内波存在下的声传播仿真研究

孤立子内波会对声传播产生巨大的影响,基于有限元方法利用COMSOL软件对孤立子内波影响下的声学问题进行求解,仿真研究.首先建立了孤立子内波模型,通过仿真分析了孤立子内波对声场的影响.结果显示,孤立子内波会影响声线的传播轨迹和传播损失,可使声场能量分布更均匀.孤立子内波还会对声矢量场产生影响,使水平质点振速传播损失减小,使垂向质点振速略微增加.     

薄板在不同媒质中振动及声辐射特性研究

根据薄板结构的形状特点,采用8个节点等参单元离散结构,对其周围的媒质采用20节点三维等参单元离散结构,建立薄板流固耦合系统模型及其声辐射模型.通过理论计算可知:在不同媒质(大气、煤油、水)中,媒质的密度越大,薄板结构的第一阶频率越小;薄板的各阶振型不受媒质密度影响,薄板各阶振型影响其声辐射效率;薄板的频率特性变化,薄板结构的声辐射特性也发生变化;薄板的厚度增加会降低结构振动基频.空气中薄板结构模态测试结果与考虑薄板周围媒质的影响薄板模态计算值一致.     

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．     

圆管内旋转点声源声学频域分析

在任意运动点声源声辐射频域解的基础上，利用无限长圆环管道的格林函数推导了旋转点声源在圆管内空间任一点处的声压计算公式，讨论了单板子点声源作旋转运动时的声场分布规律和声场方向性特征，研究了源频率、旋转频率和流动马赫数等对声场声学结构的影响．研究结果表明：声场分布具有很强的空间指向性；源频率和旋转频率的变化将伴随着多普勒效应出现；在点源的上、下游，各频率的声压幅值基本对称；来流马赫数的大小对声场有影响，会使某些频率的声辐射出现尖锐的峰值，因此要避免点声源在某些流动马赫数下旋转．     

钢筋混凝土梁结构中的声发射波衰减传播特征

传播距离影响着弹性波的衰减规律,该规律的研究对于AE技术在钢筋混凝土结构进行健康检测及监测有着实际意义。为了更加贴合实际工程,本文在现场制作了两种不同规格的钢筋混凝土梁JL1.6、JL2.0,各两根。通过模拟断铅信号,利用PAC-3型声发射系统对弹性波在钢筋混凝土中传播的衰减特性规律进行试验研究。研究结果表明：频率、波速及振幅都随着传播距离的增加整体上呈衰减趋势;在弹性波在钢筋混凝土传播过程中,高频率信号衰减程度大于低频率信号,而低频率信号更容易且稳定在长距离传播;波速及振幅在1.0m处都出现了较大幅度的提高,经分析可知声波在经过混凝土三相交界处时会发生多次折射、反射、吸收衰减等现象,因而出现离散性增大。故推荐实际检测过程中的探头布置间距不宜超过1.0m,并结合实际现场环境条件和经济性进行布置。     

均压孔结构对p-p声强探头精度的影响

传声器均压孔在平衡腔体内外大气静压的同时,也为其建立了声学低频通道,因而影响到传声器的低频相位特性。基于传声器等效声学模型,对均压孔暴露和未暴露外部测试声场两种状态下的声强探头相位失配误差进行了讨论,并深入分析了驻波声场下均压孔结构对声强探头测试精度的影响。指出具有普通均压孔结构的声强探头通过传递函数修正完全可以达到IEC1043对I级声强探头在驻波声场中的测试精度要求。分析模型和结论的有效性最终通过试验得到了验证。     

仓储粮食中害虫活动声功率谱特征研究

通过建立粮食中害虫活动声的无规声源模型,对赤拟谷盗(Tribolium castaneum Herbst)成虫分别在小麦、大豆和玉米中的爬行声以及赤拟谷盗成虫、黑菌虫(Alphitobius diaperinus Panzer)成虫和米象(Sitophilus oryzae Linnaeus)成虫分别在小麦中的爬行声进行采集.研究了爬行声信号的功率谱特征.结果表明,害虫在粮食中的爬行声功率谱为离散谱,其特征不仅受害虫种类影响,而且与粮食种类有关.     

基于弱可压缩方法的水中声流数值分析

为研究水中的非线性声波传播问题,本文主要开展了基于弱可压缩方程的理论分析及水中声波动及声流模拟工作。首先,采用正压流体的密度与压力函数,结合粘性流体动力学方程,对方程组采用特征变量的波动分析,证明了该方程能描述水中的涡旋和声波传递。然后,本文结合时空守恒元解元算法求解该方程组,并对一些典型气动声学问题进行了计算和对比研究：通过计算分析了二维顶盖半圆腔驱动流,本文计算结果与其他研究结论进行对比分析,证实了该方法可以准确模拟出流体的粘性;通过对平面声波在不同粘性流体中传播进行了数值模拟,声波衰减趋势与理论解完全一致;最后,本文还通过对Rayleigh声流问题进行非定常数值模拟,得到的模拟结果与其他研究学者结论完全一致。这说明,采用二维弱可压缩方程组及时空守恒元解元方法,能够模拟水中的声波传播及耗散过程。