海水中声波信号检测算法研究

海水内部复杂的噪声环境以及声波发射端和接收端的相对运动所导致的多普勒效应,使海水中表征有用信息的声波信号信噪比低,且声波频率会产生偏移.针对这一问题,建立了海水中的声波传输模型,并以适合于海底低功耗、微处理器实现的双频声波信号的实时检测算法为研究对象,通过仿真实验对比了相关分析、频谱分析、功率谱密度分析以及短时傅里叶变...     

圆柱螺旋压缩弹簧的瑞利波检测

以两端磨平的某型飞机燃油柱塞弹簧为例，研究了用瑞利波对其进行检测的方法，原理及可靠性，通过利用不同频率的探头在内表面，外表面缺陷试样上的检测研究表明，改用内表面缺陷试样，调整起始灵敏度和采用5MHz入射声波，可明显提高检测可靠性。     

不同频率的声波刺激对猕猴桃组培苗根系发育的影响

用不同频率的声波刺激中华猕猴桃(Actinidia chinensis)的组培苗,研究模拟声场的环境应力刺激对植物根系发育的生物学效应.结果表明,猕猴桃试管苗的根系发育过程对外界声波刺激有较显著的双向效应.适度频率的声波(1 000 Hz左右)可促进幼苗根系的生长发育;但当声波频率超过一定范围(2 000 Hz)后,对根系发育的促进效应就明显减弱,到5 000 Hz时甚至开始抑制组培苗的根系发育.文中同时探讨了声波影响根系发育的可能机理.     

一种新型磁流体加速度传感器

为了解决传统磁流体加速度传感器体积大、灵敏度低、线性度差、使用频率范围低等缺点,设计了一种新型磁流体加速度传感器。采用圆柱形永磁铁作为惯性质量,将加速度转化为磁场的变化,利用高灵敏度线性霍尔检测磁场变化,从而实现加速度到电信号的转变。通过仿真和实验分别对磁流体的悬浮效应、阻尼效应以及圆柱形永磁铁的磁场分布情况进行了研究,结果表明:在永磁铁体积较小的情况下,永磁铁受到的悬浮力很小;在磁场作用下,磁流体具有非常优越的阻尼性能。基于永磁铁的磁场分布情况的研究结果,选取磁场变化梯度最大且线性度最好的位置安装霍尔元件,从而提高传感器灵敏度。利用振动实验台,对所设计的传感器性能进行实验验证,结果表明,新型磁流体加速度传感器具有较好的线性度和较大的可用频率范围,在其他结构不变的前提下,磁流体的使用将加速度传感器的可用频率范围提高了256%。本文为研究磁流体的悬浮效应和阻尼效应提供了一种策略,也为加速度传感器的研究和改进提供了一种新的思路。     

声波反射法在锚杆锚固质量检测中的应用

锚杆锚固质量检测的主要内容是检测锚杆的长度和注浆饱满度.通过对声波反射法的工作原理和检测方法进行介绍,并结合现场实际检测数据进行分析,综合评价声波反射法在锚杆质量无损检测中的运用.     

声波在声子晶体中的Zener共振遂穿效应

应用转移矩阵方法,研究了由两个全同声子晶体构成的可调谐声学谐振腔中声波的共振遂穿效应,其遂穿过程类似于量子力学中的Zener共振遂穿效应.通过改变声波谐振腔的长度,研究了声子晶体的带隙中声波遂穿的动力学过程.结果表明:不同带隙具有不同的遂穿特征,遂穿频率随着谐振腔的增加呈周期性振荡变化的规律.     

水平管内水-胶凝原油两相管流微压差测量方法探讨

准确测量压差是模拟试验研究高含水低温条件下水-胶凝原油在水平管路中的流动特性的关键,但有关温度低于原油凝固点时胶凝原油水力悬浮输送微压差测量方面还没有见到相关报道。分析了水-胶凝原油微压差测量存在的几个问题。在对比分析各种压差变送器测试原理的基础上,针对水-胶凝原油两相流压差信号波动频率低、波动幅值小等特点,选用电容式压差变送器进行水平管内水-胶凝原油两相流微压差测量;并根据模拟试验中被测压差要求的量程、精度和压差信号频率确定了设备的具体型号。对于影响测量准确度的取压口位置、导压管安装方式和仪表防堵防腐等问题,提出具体的解决方案。     

考虑涡流效应的端部悬浮系统建模与控制器优化设计

通过分析涡流效应原理并利用有限元法对端部悬浮电磁场进行数值仿真，获取了涡流效应对端部悬浮电磁铁悬浮力影响的关键因素，并建立了考虑涡流效应的端部悬浮系统模型。针对列车运行过程中悬浮系统的动态特性，提出了一种不改变现有标称控制器结构的参数优化算法。优化后的控制器已成功应用于长沙磁浮快线，实际运行数据表明端部悬浮系统的鲁棒性和抗干扰能力得到了显著提升。     

气体钻井钻柱内声波信号传输规律分析

针对气体钻井随钻测量问题,参照医用听诊器的工作原理,提出在气体钻井中利用钻柱内声波进行井下信息传输的方法;通过建立钻柱内声波传播的数学模型并求解,得出钻柱内声波信号传输的衰减规律;利用声波导理论对钻柱的声波导特性进行分析,计算钻柱内声波的截止频率。通过管道声波传输实验,将采集声波信号与计算结果进行比对,验证了理论分析的准确性。结果表明,气体钻井钻柱内声波信号传输过程中的衰减程度随频率的升高而逐渐加剧;钻柱的内径尺寸决定了内部各阶声波的截止频率,内径越大,声波的截止频率越低;声波信号传输载波频率的选择时,应兼顾钻柱内声波信号的衰减规律和不同尺寸钻具的声波导特性,尽量选择钻柱截止频率内较低的频段,减少因高次波激发造成的衰减,延长声波信号的传输距离。     

双层柱状结构对声表面波芯片的声场调控仿真

通过将双层柱状微结构加工在SAW芯片表面,在COMSOL有限元仿真软件下实现了声波在结构内部的单点聚焦以及多极局域效应,并得出了结构尺寸与声波频率的对应关系.     

pS—A型频闪摄影仪首次研制成功

四川师范学院物理系研制,并由川师机械厂试生产的PS——A型频闪摄影仪,于一九八○年十月二十三日正式鉴定了。该摄影仪是由PS——A型频闪光源摄影控制器(即主机)、拍摄架及相机三部分组成。它是利用脉冲氙灯所产生的频闪光进行频闪摄影或实验显示。     

基于GMS的煤层底板导水陷落柱危险源效应模拟

煤层底板导水陷落柱穿过底板砂岩或薄层灰岩含水层时,必将发生水压、水温和水质等水文地质效应。运用GMS和FlowHeat软件建立煤层底板圆状导水陷落柱危险源的地下水流、溶质运移模型和热传导模型,对其水位、溶质和温度迁移规律进行预测分析。数值模拟表明,水压传递速度最快,温度扩散次之,溶质弥散最慢。煤层底板圆状导水陷落柱的水位、水质和水温均以危险源为中心呈椭圆状向四周扩散,危险源处的水压、浓度和温度闭合等值线数值均最大,通过底板导水陷落柱危险源效应检测的应用,证明水位、水质和水温效应都能够检测得到,为水害预报和危险源定位提供依据,但新生导水陷落柱危险源的水质、水温效应不明显。     

声波在弹性管和刚性管交替联结管内流体介质中传播的钳位效应

本文研究了声波在弹性管和刚性管交替联结管内静止流体介质中的传播特性,从理论和试验两方面指出了在交替联结管道内具有声滤波作用的钳位效应的存在,其声级减小与声波频率有关。这种钳位效应是由于声波在刚性管内与在弹性管内流体介质中传播速度不同所致。文中还获得了衡量钳位效应程度的声压透射系数和声强透射系数的计算公式,以及指出可利用钳位效应来降低某一段管内噪声的可能性。     

高速频闪照相技术在自由落体演示实验中的应用研究

以小球自由落体运动演示实验为例,将先进的数码摄像技术和多媒体计算机技术应用在高速频闪实验中,通过数码相机把图像信息拍摄下来,利用多媒体计算机的图像处理软件（如Premiere 6.0或Photoshop软件）对所获得的图像（照片）进行修正和处理,实现了物理教学中传统的高速频闪摄影现代化,有利于学生理解自由落体运动规律。     

细微颗粒在行波和驻波声场中运动特性数值实验

采用数值实验方法对平面行波和驻波声场中悬浮细粒子的受力和运动特性进行了研究.通过对声场中细粒子(PM2.5)受力计算和跟踪声场中不同位置细粒子的运动轨迹,发现行波和驻波声场均能够使气体中的悬浮细微颗粒发生运动并产生汇聚.2种声场所引起的细粒子运动特性存在较大差别,行波声场可使气体中原来静止的悬浮细粒子发生顺声波而下、逆声波而上以及原处振动等运动方式,而驻波声场只能使波节点以外的细粒子发生振动.     

悬浮桩侧向振动的非线性动力刚度

该文研究了非线性粘弹性土层中粘弹性悬浮桩侧向振动的动力刚度.通过将悬浮桩端底下部的土介质等效为一虚拟桩——“土桩”,将土介质等效为桩附近的非线性粘弹性内层土域和远离桩的线性粘弹性外层土域,利用等效线性化和分离变量法,求得了桩、土桩构成的组合桩在频率域内动力响应的半解析解,得到了悬浮桩桩头动力刚度.在此基础上,数值研究了各种物理和几何参数下悬浮桩刚度随激振频率的响应以及对这些参数的依赖性,结果表明：悬浮桩侧向振动的振幅、土层非线性效应、桩长等参数显著影响着悬浮桩的桩头刚度.一般情况下,土层的非线性效应将明显降低桩刚度,且仅通过增加桩长度并不能显著提高其刚度,而是存在一个最佳桩长,这些结果为工程设计提供了一定的参考.     

声波刺激对猕猴桃愈伤组织的生理效应

用强声波处理中华猕猴桃（Actinidia chinensis planch）茎段的愈伤组织，研究模拟声场的力学刺激对木本植物愈伤组织生长分化的生理生化效应，并就声波对植物发生作用的可能机理进行了。结果表明，猕猴桃对强声波刺激的应激效应与本实验室此前对草本植物非洲雏菊（Gerbera Jamesonii acrocarpous）的研究有相似的结果，即适度频率和强度的声波刺激（1000Hz、100dB）中促进猕猴桃愈伤组织的生长，使胞内可溶性蛋白质含量升高，SOD活性升高，而IAA氧化酶活化降低；但当声波刺激超过一定范围后，愈伤组织的生长受到明显的抑制，可溶性蛋白质含量下降，SOD活性降低而IAA氧化酶活性升高。研究结果显示：植物对外界强声波刺激的应激效应是很明显的。     

火车轮裂纹自动在线无损检测系统研究

火车轮作为火车的关键部位,铁道运输部门一直都非常重视火车轮裂纹检测及故障定位研究。自动在线无损检测系统是发现火车轮是否存在裂纹的有效手段,它可有效避免铁路行车事故。该文首先介绍自动在线无损检测系统的设计原理和方法,其次再介绍裂纹声波信号的特点,并根据裂纹声波的特点分析裂纹声波信号、介绍声波信号的识别方法,以准确判别火车轮裂纹声波,最后从自动在线无损检测系统的声发射原理简要介绍声发射信号的接收。     

水体泥沙污染物起动再悬浮释放的物理过程和影响因素

水流流动、泥沙运动与污染物迁移转化之间存在较强的相互作用,形成了一个彼此紧密联系的综合环境系统.复杂水动力条件使得沉积底泥和悬浮泥沙对水环境的影响体现为一种动态耦合的综合效应.采用室内水槽实验研究了污染物通过底泥的静态扩散释放、泥沙起动再悬浮释放以及随悬浮泥沙的紊动释放3种主要方式进入水体的物理过程.结果表明,底泥沉积物可以依据颗粒特征分为泥质和沙质两种不同的底质;颗粒粒径、孔隙率和初始污染物浓度是决定底泥-水界面污染物静态释放特性的主要因素,并由此建立了沉积物中污染物总量的衰减公式,其衰减时间与污染层厚度、密度以及污染物分配系数正相关.泥沙污染物起动再悬浮释放过程大致上可以分为起动初期,悬浮沉降交替期和悬浮沉降平衡期3个阶段,在后两个阶段水体中污染物固液分配比值先增加后减小.基于质量守恒推导了底泥再悬浮污染物释放量的经验公式,和实验结果对比表明污染物的吸附解吸性质一定程度缓解了其释放的速率.水体中污染物的浓度分布和水流流速分布以及悬浮泥沙浓度分布密切相关,呈现出一致的变化规律.泥沙污染物的分布随着流速的增加在水体垂向上差异也变大,而水体的含沙量越大,泥沙污染物的分布反而越趋向于均匀.     

基于表面声波的微流控技术研究进展

 近年来，基于表面声波的微流控技术因为表面声波的产生与控制方式简单高效、表面声波与流体介质相互作用的形式多样，以及声波器件制备工艺简单、易于集成和检测等特点引起了广泛关注和研究。目前，基于表面声波的微流控技术在生化分析与疾病检测等领域中主要围绕细胞等微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面展开研究，部分技术已接近成熟，具有发展成为便携式设备的巨大潜力，市场应用前景广阔。本文总结了近20年来表面声波微流控技术在微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面的研究进展，并指出了相关研究正在由声力、声热、声电等单效应向多物理场效应转变，由二维、微米级操纵向三维、纳米级操纵转变、由平面型器件向柔性器件转变的趋势。