声源深度对印度洋声传播的影响分析

以分析声源深度对印度洋主要航线海区声传播的影响为研究目的,应用WOA13季节平均数据和Mackenzie声速经验公式,分析印度洋冬季(1月~3月)声道轴深度、最小声速值、表层声速值的分布;在季节、声源频率和掠射角等因素确定的情况下,通过BELLHOP模型仿真计算研究主要航线上选用位置点不同深度声源的声传播规律:印度洋35°S航线海区5 m深度声源的汇聚区位置要大于其以北航线海区的汇聚区位置;印度洋15°S以北航线海区的100 m以下深度的汇聚区较为固定;15°S航线海区100 m和4 000 m声源深度的情况与以北航线海区相同,250~3 000 m深度则出现缩小;35°S航线海区,汇聚区位置随声源深度向声道轴深度靠近而出现明显的缩小。最后为水面舰船声呐提出了使用意见。     

西太平洋一、二岛链间海区声传播的季节因素分析

以分析西太平洋第一、第二岛链间海区在不同季节时的声传播情况为研究目的,利用world ocean atlas 2013(WOA13)季节平均数据和Mackenzie声速经验公式,首先分析该海区声道轴深度和表层声速值的四季分布情况;再利用BELLHOP水声学数值模型,在设定的1 000 Hz声源频率和15°～-15°掠射角情况下,仿真计算选用位置点5 m深度声源的四季声传播情况,研究其规律:四季反转深度由15°N以南的4 900 m以上,降至25°N以北的4 900 m以下,且夏季最深,春秋两季次之,冬季最浅。多数海区可形成汇聚区波导并主要存在于冬秋两季,第一汇聚区位置相对在61～64 km;通常夏季最远,春秋两季次之,冬季最近。在设定的仿真计算条件下声传播覆盖范围有限,需通过其他手段和战术行动改善。     

多元声阵被动声定位研究

针对五元空间声传感器阵列被动声定位中存在着对目标声源位置估计偏差较大的问题,提出了一种七元空间声传感器阵列被动声定位的数学模型,通过数学推导与计算给出了定位公式.利用误差分析理论对比了两种阵列的定位性能,得出了定位偏差与目标声源的俯仰角,方位角和时间延迟量的关系.使用这2种声阵对100个假设目标声源位置点进行估计计算,通过计算机仿真得出了七元空间声阵具有较高定位性能.     

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．     

尾缘锯齿齿角变化对空调外机轴流风叶声场影响的试验研究

为探索尾缘锯齿齿角变化对空调外机轴流风叶声场的影响,根据《声学声压法测定噪声源声功率和生能量级反射面上方近似自由场的工程法》(GB/T 3767—2016)规定的声压级测量方法,在额定转速下采用传声器阵列对不同角度的尾缘齿角风叶进行时间平均声压级测量,利用波束形成技术探究风叶噪声源分布规律。试验结果表明：随着尾缘齿角的增加时间平均声压级均值非线性减小,尾缘齿角为90°的风叶比尾缘齿角为0°的风叶时间平均声压级均值降低了3.2～5.8 dB;随着声辐射频段的增加声源位置向叶尖方向移动且声源的声压级逐渐降低,同时锯齿齿角越大,声源位置随频率增加移动速度越快,移动距离越大。低频段声源位置随齿角变化较小,高频段声源位置随齿角变化较大。为低速小展弦比轴流风叶的降噪工作提供试验参考。     

基于结构化时延估计算法的声源定位研究

针对声源定位研究中无法实现三维空间内高的定位问题、俯仰角以及方位角无法达到360°空间体内系统精度一致性的问题,提出了一种基于结构化延时估计算法的声源定位研究。首先对采集的波形进行去混响滤波处理,提高采集声音信号的信噪比以后,依据空间内拾音器的安装位置以及单元划分,引入细胞单元的结构化模型,该算法首先要根据细胞单元元素位置坐标,在空间体内建立虚拟坐标参考系,依据参考系中方位角、俯仰角、半径,推算出声源发声体在空间中的位置,该算法经过数据采集分析验证具有精度高、定位灵活等特点,适用于生活环境中的大部分场合。     

基于空间重构相干声源的麦克风阵列性能评价技术研究

基于波束形成算法的麦克风阵列系统被广泛应用于噪声源定位中，空间分辨率、动态范围是阵列进行多声源定位中的关键性能参数．工程中常用的阵列性能评估方法为小尺寸声源测试法，受声源尺寸及指向性的影响，其在使用不同声源对同一阵列进行测试时，测试结果往往有较大误差，且该测试方法对环境要求较高．基于此，本文提出了一种基于多通道标准耦合腔声源的空间声源重构方法，可重构出任意位置、频率及强度的空间点声源，通过标准耦合腔输出至对应坐标的麦克风传感器，重构两个相干点声源可代替实际空间小尺度声源对麦克风阵列性能参数进行测量分析．本文选取工程中常用的30通道螺旋形麦克风阵列，分别进行数值模拟、标准耦合腔实验及实际小尺寸声源对比实验．在2～4 kHz频段内，多通道耦合腔标准相干声源对阵列的测试结果与数值模拟结果高度一致，表明该方法的有效性．实际小尺寸声源的对比实验结果表明：耦合腔标准声源重构法受测试环境影响程度更低，分析麦克风阵列性能时测量误差小、精度高．     

基于结构化时延估计算法的声源定位

针对声源定位研究中无法实现三维空间内高的定位问题、俯仰角以及方位角无法达到360°空间体内系统精度一致性的问题,提出了一种基于结构化延时估计算法的声源定位研究。首先对采集的波形进行去混响滤波处理,提高采集声音信号的信噪比以后,依据空间内拾音器的安装位置以及单元划分,引入细胞单元的结构化模型,该算法首先要根据细胞单元元素位置坐标,在空间体内建立虚拟坐标参考系,依据参考系中方位角、俯仰角、半径,推算出声源发声体在空间中的位置,该算法经过数据采集分析验证具有精度高、定位灵活等特点,适用于生活环境中的大部分场合。     

基于波束形成与最大似然估计的近距离双麦克风语音增强算法

为了解决波束形成法直接应用于近距离双麦克风系统时存在的问题,如目标信号低频段能量损失、多方向的竞争性语音噪声难以被有效抑制等,该文提出一种基于波束形成与最大似然估计的两步去噪方法。该方法首先使用加权叠加滤波器对混合声源进行时频分解,然后通过2个零点分别在0°和180°的波束形成图的幅频响应比值,设置各时频单元所对应的初步掩蔽值,在避免低频滚降现象出现的情况下,抑制本底噪声;最后根据统计模型和简化的最大似然估计法,抑制多方向的竞争性语音噪声,进一步增强目标信号。测试结果表明:在低信噪比、多种类型噪声源共同存在的情境下,该方法可以在无需低通滤波或宽带波束补偿的情况下,恢复原始信号的能量分布特点,明显提升信噪比。     

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     

基于SYSNOISE的车内噪声主动控制研究

通过对汽车车内空间建立相应的有限元模型进行噪声主动控制研究，在某些位置布放次级声源来对模型进行降噪模拟，发现在单个次级声源或两个次级声源共同作用下，都能取得比较好的降噪量，而且两个次级声源共同作用可以抵消单个次级声源不能抵消的声模态。     

基于Tabu算法的声源定位方法

提出一种Tabu搜索算法的声源定位方法．该方法在获得声源信号后，使用基于声到达时间差TDOA方法计算信号的时间延迟，最后应用Tabu搜索算法搜索最佳声源位置．模拟结果表明，该方法是一种定位精度高、效率高的声源定位方法。     

GABA能抑制参与弱噪声对下丘频率调谐的前掩蔽

在自由声场条件下，选用强度相当于纯音阈上5dB SPL、80ms的弱包络白噪声作为前掩蔽声，观察加入掩蔽声后神经元频率调谐的变化．对发生锐化的神经元导入荷包牡丹碱（Bicuculline，BIC），观察去GABA能抑制后前掩蔽效应的变化．结果显示：弱噪声前掩蔽使大部分神经元的频率调谐曲线（frequency tuning curve，FTC）锐化（P〈0．01），导入BIC后，弱噪声的抑制率下降．研究结果证实GABA能抑制参与了弱噪声所致的下丘神经元前掩蔽．     

高速公路隧道内噪声声场分布特性

针对某高速公路隧道,把隧道壁及路面设置为全反射边界条件,以点声源作为基本噪声源建立了足尺有限元分析模型。利用LMS Virtual Lab软件对模型进行有限元分析,对隧道内声传播介质——空气进行声传播计算,研究了点声源条件下隧道内声场的分布特性及声源频率和位置对声场分布的影响。研究结果表明:公路隧道内噪声主要分为两大区域分布,贴近界面呈明显的规律性声压叠加与消减的声场紊乱区及远离界面的声场稳定区。声源频率从250Hz逐步增加到1 000Hz时,紊乱区的范围由距离隧道壁2.3m以内范围向0.7m以内递减;声源位置不同时,仅影响到声源附近5m范围内的声场,隧道内整体声场仍符合前述分布规律。参数分析表明隧道内噪声场主要分为平均声压级较高的紊乱区和较低的稳定区两大区域,声源频率会影响两区域分布范围,声源位置仅能影响声源附近小范围声场分布,对隧道整体声场影响不大。     

用跟踪器报告虚拟声源位置的精度分析与验证

虚拟声源定位实验是检验虚拟听觉重放的重要实验手段.文中设计和验证了一种利用跟踪器指示虚拟声源位置来报告其方向和距离的方法,并用计算机软件实现.经实验验证,该方法所测数据重复性好,15个位置6次重复测量结果对应的距离、水平角及仰角的标准差最大值分别为0.4cm、0.6°、0.5°；显著性水平设为0.05时的方差分析结果表...     

基于动能密度时间变化率的固/液流动分离判据

在空间场中动能密度的时间变化率有许多极小值,定义流动分离发生在其最小值处．可利用流体的无粘流动解计算动能密度值,而采用保角变换的方法,则可获得复杂几何形状下的有势流场解,从而很容易确定出可能的流动分离位置．将此判据应用于流线外型的设计,对延迟流动分离及减少阻力是有帮助的．对于均匀来流的圆柱绕流问题,该判据预示流动分离发生在离后驻点角度为±５４．７４°处,而已知的实验数据指出：流动分离发生在±５０°与±５８°之间．对于长轴∶短轴＝１∶６的椭圆翼剖面,当来流攻角在７°与８°之间时,将开始发生严重的失速现象．英国皇家空军３４翼剖面具有相同的长短轴比）的实验数据表明,失速开始发生在１２°与１４°攻角之间,可见理论值与实验值接近．文中讨论了其它形状的翼剖面,说明如何通过选择机翼的形状来延迟失速现象的发生．     

躯干散射对近场HRTF影响的微扰法分析

提出微扰与多极展开相结合的方法,近似计算雪人模型近场头相关传输函数(HRTF),并利用此方法定量分析躯干散(反)射声波对HRTF的影响.计算结果表明:躯干散射对HRTF的影响与微扰近似的阶数、频率、声源位置(包括方向和距离)等有关.在一级微扰近似下,躯干散射对HRTF的影响整体上随频率的升高、声源距离的减小、仰角的降低、或声源相对受声耳方向的偏离角度的增大而增大;随着微扰阶数的增加,高阶微扰项对计算结果的贡献迅速减少;声源距离不小于0.02m以及仰角不小于135°时,在20 kHz以下的频率范围内,采用三阶微扰近似的计算误差在±1.0 dB以内,四阶及以上的散射可以忽略.     

不同时程的前掩蔽声对小鼠下丘神经元声反应的掩蔽效应

自由声场条件下,以强度为神经元最佳频率阈上5dB,时程分别为40、60、80和100ms的纯音作为前掩蔽声,观察和记录了不同时程掩蔽声对小鼠(MusmusculusKm)下丘神经元发放和声强处理的影响.结果发现:随掩蔽声时程的增加,神经元发放抑制率逐渐增大(P<0.0001,n=41),反应潜伏期延长(P<0.01,n=41);其中受掩蔽声抑制的41个神经元中,绝大部分的(90.2%,37/41)反应动力学范围随掩蔽声时程的增加而逐渐变窄(P<0.0001),另有4个神经元的反应动力学范围则出现增加(9.8%,4/41).推测前掩蔽声的时程效应与掩蔽声激活的抑制性输入强度以及持续时间相关.     

基于远场声阵列技术的摩托车噪声源特性分析

利用基于波束成形的远场声阵列噪声源分析技术研究了摩托车辐射噪声的声源特性.利用加速噪声测量得到的结果,确定了最大噪声级所对应的发动机转速.在此条件下,研究了摩托车整车左右两侧噪声源辐射的频率特性和能量分布特性,并利用声学重建技术构建了具有最大声压级频率分布特性的全场声压分布特性.通过与光学图像的自动重叠,获得了摩托车整车最大噪声源的频率和空间位置及产生来源,由此确定了合理降噪技术路线.试验结果表明,声阵列技术能够快速有效地进行噪声源诊断和声源空间定位.     

水平变化波导中多声源问题的耦合简正波解

本文提出了一种精确、高效的耦合简正波方法,用于求解水平变化波导中多个声源存在时的声传播问题.为了处理多声源问题,修改了全局矩阵矩阵耦合简正波方法中的线性系统方程.修改线性系统方程所增加的计算量可以忽略不计,因此当多个声源存在于水平变化波导时,通过一次性求解修改后的线性系统方程能够高效地得到声场解.数值结果表明,该方法具有极高的计算精度,并且能够处理现有声传播模型不能高效解决的某些多声源问题.该模型可提供声场的标准解,用于验证其它声传播模型处理多声源问题的计算精度.此外,该模型可应用于三维声传播建模,来处理声源阵产生的波束在实际波导中的传播和散射问题.