声学黑洞研究进展与应用

声学黑洞结构作为一种新型的弯曲波调控技术,可以有效地降低结构中弯曲波的传播速度,减小边界末端的反射,形成具有高能量密度的区域,因此在减振、降噪、波动调控以及能量回收等方面具有广阔的应用前景.不同于以往复杂的减振降噪复合结构,声学黑洞因其结构与材料单一,在实际应用方面具有一定的优势.时至今日,针对声学黑洞结构已经进行了大量的基础理论研究和实验探索,并取得了一定的阶段性研究成果.本文首先介绍了声学黑洞的起源和基本原理.然后,全面介绍了理论计算和实验研究方法,详细地综述了声学黑洞结构的4个主要功能性分类,即减振、降噪、波动调控和能量回收,并总结了现在研究存在的问题.最后,对声学黑洞的发展前景进行展望,并指出了未来研究的重点和方向.     

基于音色属性辨识声目标的主观评价实验研究

设计了目标辨识、语义细分和自适应分组成对比较等三组主观评价实验, 研究不同音色属性对辨识声目标的作用. 首先对50个水下声样本进行等响度、等时长预处理, 完成了三种目标类型的主观辨识实验. 然后完成基于语义细分法和自适应分组成对法的目标辨识实验, 利用相关分析和聚类分析手段对评价数据进行处理, 获得人耳听觉系统在自然音色和本质音色空间下辨识目标类型的结果. 研究结果有助于掌握和理解人类听觉系统听音辨物过程中音色属性的作用, 对音色属性建模及特征提取也有益处.     

水声超材料研究进展

水声材料的应用是潜艇等水下航行器实现声隐身及提升声探测性能的关键所在.近年来,随着声学超材料的蓬勃发展,各种类型的水声超材料也被提出.相比空气声,水中声波波长更长,传播损耗却小得多,故水声比同频率空气声更难以控制;此外,水介质的密度和声阻抗比空气介质大得多,常规金属不能再被视为刚性而变成弹性体,且水对结构的流体负载不能忽略,故水声超材料的设计和性能预测更为复杂.本文综述了近年来水声超材料的发展历程,主要针对吸收型、去耦型、聚焦型三类与潜艇声隐身和声探测密切相关的水声超材料,对其分类、基本特性、物理机理、研究动态等进行了详尽归纳和总结,并对其发展中面临的难题和趋势进行了探讨和展望.相比传统材料,水声超材料展现出众多超常声学特性,但仍存在低频宽带声波调控能力有限、不能有效兼顾大静压等环境要素、加工制造工艺不足等问题.未来研究中应着力克服上述不足,朝着低频宽带、全向、大平面尺度、亚波长厚度、轻量化、大耐压及多功能复合、环境适应性等方向发展,以更好地实现工程化应用.     

依托高速水洞实验室探索专业创新人才培养方法

以先进教育理论为指导,提出了一套高效、务实的基于高速水洞实验室技术和设备优势的专业创新人才培养新模式.在该培养模式中,通过突出专业课程中实验课教学内容的比重,开辟专业创新实验基地,丰富大学生科技创新活动等措施,挖掘了大学生的创新意识潜质,创建出了有利于创新素质培养的沃土.     

基于混合方法的随机板-梁结构动力响应特性数值研究

依据有限元统计分析方法的基本理论,构建了具有随机性的板-梁结构FE模型.采用蒙特卡洛FE方法计算模型的总体平均响应.同时,采用混合方法构建结构的FE-SEA混合模型,计算组合结构中各子结构的动力响应.并将混合法计算的响应结果与蒙特卡洛有限元法计算的总体平均响应结果做对比.结果表明:FE-SEA混合方法改变了FE法对模型大量节点自由度的需要,减小了模型尺寸,降低计算量,提高了随机结构动力响应的计算精度.这为实际工程应用提供了一种准确、高效且更符合实际结构响应的分析方法.     

三维空间视听一体化仿真系统

可听化和可视化是构建虚拟视听环境的两个重要方面，本文结合几何声学原理、计算机技术和信号处理理论，研制了一种三维空间视听一体化仿真系统CAVS。文中给出了这一系统的主要算法和系统的设计方法。从程序运行情况和虚拟结果来看：该系统既具有良好的可视化功能，又有产生准确度较好的虚拟声学效果。     

定义在一类积空间上的映射的提升

给出了一个较Edwin H·Spanier“覆盖射影是纤维化”更一般的命题,肯定了一类乘积空间到覆盖射影的底空间的映射提升的存在性与唯一性。     

覆盖射影定义的一个注记

文[1],[2]对覆盖射影给出了两个不同的定义. 定义1 设P:(?)→X是连续映射,一个开子集U(?)X称为是被p平均覆盖的,若p~(-1)(U)是X的开子集的分离并,每个这样的开子集都由p同胚地映到U上.连续映射     

有源声学结构中的次级作动和误差传感

以近场声功率计算方法为基础，引入速度辐射模态和近场声压辐射模态概念，建立有源声学结构次级作动和误差传感的统一的数学模型．首先从理论上研究了次级声源布放准则，然后推导了基于PVDF分布式速度传感和离散点近场声压误差传感条件下的有源控制性能计算公式，并通过计算机仿真验证了相关结论，最后讨论了系统实现时需要解决的关键问题．     

听觉感知特征在目标识别中的应用

将听觉感知特征用于声学目标识别,实现对稳态噪声样本的识别,证明听觉感知特征在声学目标识别领域中的有效性.首先通过语音和乐音识别领域的研究成果确定听觉感知特征的提取方法,然后在汽车、飞机、舰船和乐器等不同类型的声目标中进行识别研究.结果显示:对于平稳噪声样本,听觉感知特征中的谱特征具有突出的优越性,其中基于Mel倒谱系数、谱下降值、分段谱质心、分段谱质心带宽和分段谱通量能够识别目标,且具有较高的识别率和稳健性.