基于听觉诱发电位的不同声环境下人员声舒适度机理及实验研究

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,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,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。研究可为不同声环境下人体声舒适度机理研究做参考。     

听觉诱发电位信号分析中小波基函数的确定

声舒适是评价建筑室内环境的重要部分,听觉诱发电位是声环境舒适度评价的客观生理指标,听觉诱发电位信号的时频能量特征可以用来评价声环境的舒适性.小波包分析可以探究听觉诱发电位信号时频能量分布规律,分析时运用的小波基不同,产生的结果也不同.为了更好地研究听觉诱发电位信号的时频能量分布,比较了5种小波基函数的时域特点和幅频特性.对16名正常成年人进行了脑干听觉诱发电位实验,将所测16组听觉诱发电位的平均值进行小波包时频能量分析.结果表明,dmey小波分析结果在时频分布上可与实际信号的能量信息相匹配,可以减少各个频带信号分解后的失真问题.选择dmey小波对听觉诱发电位信号进行处理,能够更准确地分析听觉诱发电位信号的时频能量分布,为声环境的舒适性研究提供理论依据.     

视觉诱发电位在人体视觉舒适性研究中的应用

建筑室内色温水平会影响人员的工作效率、视觉舒适性等。收集了不同色温水平下15名受试者的图像翻转视觉诱发电位(pattern reversal visual evoked potential, PRVEP)数据和主观调查投票数据,采用模糊熵分析方法对客观生理参数进行分析,并基于PRVEP模糊熵与主观调查之间存在的极强相关性和生理上反应的相似性建立二者的数理关系,以使用客观生理指标预测主观感受,更加准确地实现对人体主观视觉舒适度的预测。研究发现在不同色温下人体PRVEP模糊熵和刺激程度投票值都随着色温的增大而逐渐增大,而眼部疲顿度则呈现出先减小后增加的变化趋势。高色温的冷色调环境下人体PRVEP模糊熵和主观调查值最大,应对刺激时的生理反应最强烈,舒适性不佳。而在4 000 K左右的中性色温环境下PRVEP模糊熵和刺激程度会略微增加但眼部疲顿度会减小,更适宜的色温工作环境有助于提高舒适感和工作效率。     

基于大涡模拟和FW-H方程的二维圆柱风噪声模拟

针对不同直径二维圆柱的风噪声,采用大涡模拟和FW-H方程声类比的方法进行计算,将基准模型的计算结果与他人计算和实验结果进行对比,分析不同直径二维圆柱的远场声场特征.研究表明:基准模型的数值模拟结果与实验值非常接近,说明了本文计算方法的适用性;远场采样点的声压级频谱峰值频率随着圆柱直径的增大而减小,同根据斯特罗哈数为0.2的理论值计算的峰值涡脱频率接近;10~38mm直径工况远场采样点的总声压级随着直径的增大基本上呈线性增加趋势;总声压级和A计权总声压级随雷诺数的增加,呈现在亚临界区内增加、而在接近临界区时减小的变化趋势.     

罗非鱼对低频声刺激的听觉行为

用行为定量解析法,对罗非鱼在低频区(100～1000Hz)由计算机分别以 1s和5s给声和撒声,用4个不同频率声为刺激,以速度、方向、间距和重心变化以及它们的个体间平均值作行为量,统计分析,研究罗非鱼的听觉反应行为。结果表明,罗非鱼对低频各频率声刺激皆有明显反应,其最敏感频率在 400Hz,与有关鱼类听觉文献以及有关罗非鱼电生理学研究结果一致。     

低气压环境下噪声特性对人体烦躁感的影响

为了探究低气压环境下不同噪声特性对人员舒适度的影响,对常压及低气压环境下噪声对人员烦躁感的影响开展了实验研究。结果显示:烦躁感随着噪声声压级的升高而增加,低气压环境下烦躁感较常压环境低;女性对噪声的变化更敏感,烦躁感更强烈;烦躁感随着噪声持续时间有累积效应,超过15 min之后,人员会产生适应性;阶跃变化会影响人体舒适度,噪声阶跃升高会增加烦躁感,噪声阶跃降低,烦躁感会降低,但较低分贝稳态噪声环境下,阶跃变化烦躁感更强烈。该研究可为低气压环境下声环境研究提供参考。     

低气压环境下噪声特性对人体烦躁感影响

为了探究低气压环境下不同噪声特性对人员舒适度的影响,对常压及低气压环境下噪声对人员烦躁感的影响开展了实验研究。结果显示:烦躁感随着噪声声压级的升高而增加,低气压环境下烦躁感较常压环境低;女性对噪声的变化更敏感,烦躁感更强烈;烦躁感随着噪声持续时间有累积效应,超过15 min之后,人员会产生适应性;阶跃变化会影响人体舒适度,噪声阶跃升高会增加烦躁感,噪声阶跃降低,烦躁感会降低,但较低分贝稳态噪声环境下,阶跃变化烦躁感更强烈。该研究可为低气压环境下声环境研究提供参考。     

不同人致激励下空腹夹层板楼盖振动舒适度研究

舒适度是大跨度楼盖中重要的控制指标。基于舒适度评价标准,对大跨度空腹夹层板楼盖进行了动力响应分析,研究了不同人行激励下空腹夹层板楼盖的舒适度性能。结果表明：空腹夹层板振型以竖向为主,在定点激励下,其峰值加速度随着激励频率的增大而增大;通过低阶振型中心的激励产生的加速度大于未通过低阶振型中心路线;有规律人体高强度运动荷载激励下,空腹夹层板峰值加速度较大,在工程设计中应该进行舒适度分析,加强楼盖的振动控制。     

基于耳蜗行波理论的线性调频信号刺激听觉稳态反应研究

周期性短声(click)诱发的听觉稳态反应(ASSR)可用于临床测听与脑状态检测。该文研究一种基于耳蜗基底膜行波理论设计的线性调频声(chirp)诱发ASSR的方法。该方法以周期性的chirp声刺激人耳获得ASSR,比较了40Hz和90Hz下的chirp音与click音所获得ASSR在头皮分布、幅度的差异,并计算基于改进Rayleigh检测的ASSR检出率。结果表明:相同声压级下,chirp声比click能够诱发出更稳定、更高信噪比的ASSR,缩短检出时间,可替换click音在临床上应用。     

翼型流激噪声计算及实验研究

针对翼型绕流产生的湍流边界层脉动压力激励结构振动易引起流激噪声的问题,设计了三种不同尾缘(尖锐型、方型和鱼尾型)结构的翼型,采用大涡模拟(LES)和声振理论计算了其流场和声场,并在水洞中开展了声振特性实验研究,得到了不同攻角下各翼型的声振特性:各翼型的振动加速度总级和总声压级均随着攻角的增大而增大,其频谱曲线除峰值点外基本上随着频率的增大而减小.数值计算和实验结果均表明:尖锐尾缘翼型的振动和噪声最大,鱼尾型尾缘翼型的较小,可为水下航行器翼型的声学设计提供理论指导.     

Outer hair cells in the mammalian cochlea and noise-induced hearing loss

Hair cells in the mammalian cochlea transduce mechanical stimuli into electrical signals leading to excitation of auditory nerve fibres. Because of their important role in hearing, these cells are a possible site for the loss of cochlear sensitivity that follows acoustic overstimulation. We have recorded from inner and outer hair cells (IHC, OHC) in the guinea pig cochlea during and after exposure to intense tones. Our results show functional changes in the hair cells that may explain the origin of noise-induced hearing loss. Both populations of hair cells show a reduction in amplitude and an increase in the symmetry of their acoustically evoked receptor potentials. In addition, the OHCs also suffer a sustained depolarization of the membrane potential. Significantly, the membrane and receptor potentials of the OHCs recover in parallel with cochlear sensitivity as measured by the IHC receptor potential amplitude and the auditory nerve threshold. Current theories of acoustic transduction suggest that the mechanical input to IHCs may be regulated by the OHCs. Consequently, the modified function of OHCs after acoustic overstimulation may determine the extent of the hearing loss following loud sound.     

Sustained firing in auditory cortex evoked by preferred stimuli

It has been well documented that neurons in the auditory cortex of anaesthetized animals generally display transient responses to acoustic stimulation, and typically respond to a brief stimulus with one or fewer action potentials. The number of action potentials evoked by each stimulus usually does not increase with increasing stimulus duration. Such observations have long puzzled researchers across disciplines and raised serious questions regarding the role of the auditory cortex in encoding ongoing acoustic signals. Contrary to these long-held views, here we show that single neurons in both primary (area A1) and lateral belt areas of the auditory cortex of awake marmoset monkeys (Callithrix jacchus) are capable of firing in a sustained manner over a prolonged period of time, especially when they are driven by their preferred stimuli. In contrast, responses become more transient or phasic when auditory cortex neurons respond to non-preferred stimuli. These findings suggest that when the auditory cortex is stimulated by a sound, a particular population of neurons fire maximally throughout the duration of the sound. Responses of other, less optimally driven neurons fade away quickly after stimulus onset. This results in a selective representation of the sound across both neuronal population and time.     

基于有限元-无限元法的列车声辐射

基于有限元-无限元理论，建立某型车辆的有限元模型，并对车辆近场监测点、远程监测面及无限元边界面进行设置，利用直接频响方法对头车、中间车及尾车的关键区域在不同频率下的声场特性进行分析。计算结果表面：头车和尾车区域在低频区段时车体顶部平滑区域的声辐射较小，在车体鼻尖及其下方的转向架区域的声压级较大，其中尾车后方区域内的相比头车的声压级水平和声辐射范围偏大，存在明显的流场影响，但在高频区段时其整体声压级均匀且水平较低。中间车区域在低频区段时受电弓区域的声压级水平很高，尤其在碳滑板和底架处尤为明显，其次在转向架区域的声辐射能力也较大，随着频率的提升，其能量也有显著的衰减。研究结果对高速列车的气动声学设计具有一定的参考价值。     

多种激励条件下复杂圆柱结构的中频声辐射预测及验证

利用混合有限元-统计能量分析法,研究不同激励条件下复杂圆柱结构的声辐射特性.构建了一种空中及水下航行器的典型结构——复杂圆柱结构.在半消声室中测量了圆柱结构腔内声压级水平.结果表明:在不同激励条件下,该方法预测的复杂圆柱结构在中频段的声压值与实验测量结果比较吻合,能够较准确反应各个频率段及拐点处的声辐射情况.预测误差随激励的类型及频率的改变存在一定差异,其中声-力混合激励下预测误差最小.随着频率的增加预测精度越来越高.     

声场流化床颗粒浓度时间序列分析

在内径140mm,高1600mm的声场流化床中,以FCC颗粒为流化介质,采用光导纤维探针测定不同轴／径向位置的颗粒浓度时间序列,通过统计分析、功率谱分析和小波分析揭示外加声场对颗粒浓度的影响。结果表明：声场的引入降低了颗粒最小流化速度,声压越大最小流化速度越小,声波频率在150HZ时最小流化速度最小。颗粒浓度功率谱呈现宽频且有明显主频的低频信号,声压越大主频的峰值越小,颗粒浓度信号的主频峰值随频率先下降后上升。对颗粒浓度信号进行5尺度离散小波变换,声场流化床中颗粒浓度信号高频部分增加,低频部分减小。     

调频声频率变化率对大鼠听皮层神经元声反应的影响

采用在体细胞外单细胞记录方法,研究调频声频率变化率及时程对调频声所诱发的听皮层神经元反应的影响.实验在34只乌拉坦麻醉的SD大鼠上进行,在皮层41区记录了113个对调频声有反应的细胞电活动.观察发现,调频声刺激的时程和频率变化率发生改变,可对诱发的听皮层神经元反应的反应型式和放电频数产生影响.这种影响表明,听皮层在复杂声上传信息的处理过程中可能存在复杂的编码机制.     

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。     

火箭整流罩内降噪装置低频声学性能仿真

针对运载火箭整流罩内降噪装置所具有的特殊曲线颈部Helmholtz共鸣器,基于仿真方法研究降噪装置的低频声学性能.应用虚拟阻抗管法分析了Helmholtz共鸣器共振频率及吸声系数与其壁面厚度的变化关系.研究了降噪装置不同安装位置对圆柱空腔内平均声压级的影响.仿真结果表明,随着壁面厚度增加,Helmholtz共鸣器共振频率逐渐趋于刚性壁面的值,但吸声系数先增大后减小.降噪装置不同的安装位置可使空腔内平均声压级相差10 dB以上,在工程应用中需将其放置于空腔模态振幅较大的位置.