两腔型双模式车用消声器流场及声学特性分析

双模式车用消声器可以有效降低压力损失,同时降低再生噪声,是一种半主动噪声控制设备。目前对双模式消声器的研究较少,需要进一步了解双模式消声器的内部气体流动情况和低频声学特性。通过流场仿真分析得出了高气体流速下双模式消声器有效降低压力损失的原因,并对结构进行改进,使湍流能量损失降低,减少了压力损失。通过声学仿真得到阀门关闭时共振腔的共振频率,符合亥姆霍兹公式计算结果,证明低频消声效果来自亥姆霍兹共振腔。同时分析了阀门打开时消声器低频消声原理,得出阀门打开后共振频率向右偏移,能够追踪不同转速下的排气噪声。     

两个腔室谐振箱在汽车进气系统降噪中的应用

某中高级轿车加速过程中,当发动机转速为2410rpm及3650rpm时存在明显噪声峰值,试验分析确认主要为发动机进气噪声.为降低该噪声,确定采用增加赫姆霍兹消声器的方法优化进气系统.赫姆霍兹消声器是汽车进气系统中常用的消声元件,通常情况下,消除多个频段的噪声峰值需要设计多个谐振箱,不利于布置空间要求及成本的控制.本文利用两个腔室谐振箱的消声原理,通过LMS Virtual.lab对进气系统进行传递损失分析,针对噪声峰值对应的频率,将原有进气系统谐振箱隔成一大一小两个腔室,达到了消除指定频段噪声的目的,并通过了试验验证.     

增强型脉动冲击提速工具试验研究

深层油气资源地层研磨性强、硬度高、可钻性差是导致机械钻速低的主要原因,冲击钻井技术可大幅提高硬质地层机械钻速。为进一步提高冲击工具冲击力,设计了一种以叶轮为脉冲源与赫姆霍兹增压腔相结合的新型冲击钻井工具。通过地面试验,首先对比了工具的脉动冲击性能,其次研究了不同工作参数(排量)与赫姆霍兹增压腔结构参数(腔径、腔长和内壁碰撞角)对工具输出脉冲频率、脉冲振幅和压耗的影响,最后对增强型脉冲射流发生机构进行参数优选。研究结果表明：增强型脉动冲击提速工具能够提高脉冲振幅,并且可以实现脉冲频率由4～12.5 Hz范围调节,适用于不同硬质地层钻井;随着腔长与腔径的逐渐增加,冲击频率均呈现出不断减小的趋势;研究范围内,当赫姆霍兹增压腔入口直径40 mm,腔径80 mm,腔长70 mm,内壁碰撞角60°时,随着排量的升高,脉冲射流输出特性达到最佳,为冲击钻井工具的开发提供了一种新思路。     

低频大宽带声学超结构的多阶共振高效吸声机理

针对传统吸声材料效率低、频带窄的不足,设计了一种多阶共振超表面。多阶共振超表面通过在共振腔内部插入一个或多个带有小孔的分隔板来构造,使其保持原吸声峰和结构尺寸不变情况下,在较宽频带内获得多个近乎完美的吸声峰,明显增加了吸声频带宽度。通过吸声系数和相对声阻抗率对迷宫二阶共振超表面的高效吸声特性进行分析,并研究了孔径变化对二阶共振超表面吸声特性的影响规律;采用声电类比法推导出多阶共振超表面的等效声阻抗,并将二阶共振超表面等效成二自由度质量弹簧系统,通过系统固有频率和固有振型分量对多阶共振吸声机理进行深入分析。考虑到亥姆霍兹共振腔内空气的热黏性,在对多阶共振超表面的理论计算进行推导时,引入了等效密度和可压缩性的理论。通过对多单元耦合参数的精确平衡,设计了9个单元组成的低频宽带亚波长超表面吸收器,该超表面厚度为8cm,在310～1 560Hz的频带范围内具有连续优异的吸声特性,平均吸声系数高达90%以上。这项研究可为实现低频大宽带吸收提供一个新的思路,并在工程降噪中有潜在的应用前景。     

低频宽带共振吸声结构与原理

研究了一类低频宽带共振吸声结构，该结构由多个带伸长瓶颈的亥姆霍兹共振器组成，可应用于管道消声和壁板吸声，达到低频宽带吸声的目的．仿真结果表明，该结构不仅拓宽了吸声带宽，而且谷底更有了明显的提升．与此同时，平均消声量增加了23dB，平均吸声系数增加了0．7，明显改善了吸声性能，可满足实际工程需要．     

一种气液两相介质含气量检测的瞬态共振声谱法

从理论和实验角度研究了利用瞬态共振声谱法测量气液两相介质中气体含量的可行性.首先,通过数值模拟研究了腔内单气泡大小和位置以及腔内气体含量对谐振腔共振频率的影响;然后,建立一套瞬态共振声谱测量系统,实验考察了谐振腔共振频率和共振幅度随腔内气体流量的变化趋势,并对比了瞬态脉冲法和稳态扫频法所得测量结果的异同点.数值结果表明,谐振腔共振频率对腔内所含气体的体积变化非常敏感,在扰动体的体积非常小的情况下（与谐振腔的相对体积〈0.1%）,小气泡非常小的体积扰动就能引起共振频率的偏移发生很大的变化;小气泡位于腔体不同位置处时,所引起的共振频率偏移大小不同,在腔体中部时达到最大;而对固体小铝柱而言,相同的体积扰动所引起的共振频率差异基本可以忽略.实验结果也表明谐振腔共振声谱对腔内气体含量的变化非常敏感;当气液两相介质中气体含量较小时,共振频率和共振幅度随含气量的增大急剧减小;而当含气量达到较大值时,共振声谱的这种下降趋势逐渐趋于平缓.共振声谱实验测量结果的这种变化趋势与理论模拟结果相一致.另外,对气液两相流这种具有随机性和瞬时性的混合介质而言,在利用共振声谱法测量其含气量时,由于稳态扫描方法测量时间较长,无法完全反映被测介质的瞬态性,此时采用瞬态脉冲法测量更适合.该项研究在油井含气量的定量检测方面具有重要的应用价值.     

声波在非均匀介质波导中的传播

声波在非均匀介质波导中传播时传播特性将发生改变.渐变的温度分布或介质密度分布都将导致介质的非均匀,影响声波的传播速度和传播常数.求解理想条件下声波在非均匀介质中传播的赫姆霍兹方程,最终得到声压在波导中的分布.由于密度分布的复杂度直接影响赫姆霍兹方程的求解,仅研究波导内介质密度在声波传播方向上连续变化的情况.方程的解析解...     

一种可见光波段气体传感器的设计与研究

为了设计一种性能优越的气体传感结构,提出一种亚波长介质光栅/电介质/金属衬底混合波导结构,基于导模共振效应,在反射光谱中形成4个窄带共振缺陷峰。选用多孔硅作为波导层,基于多孔硅的折射率可调特性,通过观察共振波长的漂移实现样本气体浓度的动态监测,分析结构的传感特性。结果表明,3个窄带共振峰的灵敏度分别为300,350,400 nm/RIU,品质因数分别可以达到120,152.2,307.7/RIU,检测精度高,皆可用于气体传感。     

多电极血液流速仪励磁系统优化研究

为了实现对人体血液流量测量及流速分布的监测,基于多电极电磁测量设计了血液流速仪,通过测量皮肤表面的感应电动势,实现对动、静脉血液流速的测量。首先,模仿人体肢体结构,包括皮肤、脂肪、骨骼、肌肉、动脉和静脉的尺寸和相对位置,建立COMSOL仿真模型。然后,以赫姆霍兹线圈、C型铁芯线圈为基础,仿真研究了多种励磁结构和励磁方式在肢体测量截面处激励的电磁感应强度分布,提出了励磁线圈的优化设计方案,最后,对不同结构、不同激励方式的励磁系统进行了优化对比。结果表明,两对正交布置并且采用同向激励电流的赫姆霍兹线圈磁场呈中心对称,磁场强度和均匀性均优于其他励磁系统,能够有效增强感应电动势数值,更适用于非轴对称流的多电极电磁测量。研究结果验证了励磁系统优化方案的可行性,以及其均匀性对于提高速度重构精度的积极作用。     

附带共振腔的改进型迷宫密封性能分析

为了提高迷宫密封的性能,受亥姆霍兹共振腔启发,提出了一种改进型迷宫密封.在传统迷宫密封腔上方设计第2个膨胀腔,使气流在腔内进行二次膨胀,增加腔内气流的速度耗散.应用数值方法研究改进型密封的泄漏特性、动力特性和声学特性,并与迷宫密封进行比较.研究结果表明:改进型密封内的气流形成了2个漩涡,使气流膨胀更充分,密封泄漏量降低;改进型密封腔的容积增大,降低了低频切向气流力,提高了密封在低频涡动区内的稳定性;受亥姆霍兹共振腔声学效应的影响,改进型密封提高了对低频噪声的抑制能力.     

制备两个三能级原子最大纠缠态的腔QED方案

提出了一个基于原子与腔场共振相互作用制备两个三能级原子最大纠缠态的物理方案.在这个方案里,两个原子被先后送入一个单模共振腔,原子和腔场通过Jaynes-Cummings Hamiltonian发生共振相互作用.我们的方案基于目前的腔QED技术有可能在实验上实现.     

差分共振声谱法测量岩石声学参数方法研究

给出了一种测量岩石声学属性的新方法——差分共振声谱法。该方法的原理是通过测量待测岩石样本对共振腔共振频率的扰动来计算待测岩石样本的声学参数。首先详细介绍了差分共振声谱法的基本理论,然后用COMSOL有限元模拟软件对18个已知参数的岩石样本的共振进行了正演模拟,进而用模拟结果进行反演计算,得到了比较好的结果。     

脉动流体强化换热的试验研究

采用试验研究的方法研究了流体力学不稳定性对强化换热的影响.水流经Helmholtz共振腔时被转变为脉动流体,脉动的水经单管换热器时被加热,测量不同条件下加装共振腔和不加共振腔时的换热系数.研究发现,加装了Helmholtz共振腔时换热系数明显提高10%～40%.     

一氧化氮的衰荡质谱

首次在时间飞行质谱仪上观测到波形拖长 1 1ns的NO衰荡质谱 .使用偏离腔镜反射率高峰平台区波长的激光入射 ,通过腔内倍频 ,增强多光子共振电离信号 ,实现了多光子共振电离技术和衰荡光谱技术有效结合 ,为瞬态分子结构研究提供了一个新方法     

大气中NO气体的2种激光光谱探测方法

介绍利用激光光谱探测N0气体的2种方法——激光辐照荧光光谱法与共振增强多光子离化光谱法，同时介绍了利用N0的上述2种光谱学技术间接探测NO2、DNT等氮氧化物的原理。     

浅论隐性德育场的“隐性共振”

共振原理为＂隐性共振＂的探讨提供了理论依据,文章从共振原理出发,分析了隐性德育场中＂隐性共振＂的理论依据、构建原则和途径,探讨了德育新方法,以求提高德育实效性。     

振动溢出与共振的变结构控制

针对振动主动控制中的共振及溢出现象,提出了采用变结构控制的构想;再根据变结构控制的基本理论,提出了共振及溢出控制的变结构控制原理、算法,并以悬臂梁为模型通过仿验证了所提出的变结构控制策略对共振及溢出控制的有效性,仿结果表明：对于主动振动控制中的共振及溢出现象,加速度反馈比阻尼反馈更为有效;在对共振及溢出采用变结构控制时,控制切换函数或区间的选取对控制的优、劣非常重要,有待于进一步探讨。     

波尔共振实验的模拟与仿真

介绍了波尔共振实验的基本原理,对波尔共振仪的功能及原理进行分析,具体论述了利用VC作为开发工具制作波尔共振仿真实验的过程与方法,对仿真软件中的结构以及主要逻辑功能的实现进行分析,利用软件操作实验并对数据进行了处理,验证了软件的有效性和准确性。     

双稳态系统中结构参数对系统性能的影响

针对微弱信号检测问题,介绍了随机共振的原理并系统地分析了双稳系统阈值与系统结构参数的关系。得出系统中结构参数对随机共振现象发生起决定性作用的结论。同时深入阐述非线性系统势垒对随机共振效应的影响,即势垒越高,产生协同效应要求信号和噪声的能量越大。反之,则越小。基于以上结论,通过自适应地调节结构参数使系统达到随机共振,将能够适应更大的频率范围变化,提高随机共振方法检测效果。     

柔性C形开口谐振环的太赫兹异常透射研究

利用太赫兹时域光谱仪测试系统,研究了聚酰亚胺衬底上的C形开口环周期性结构在太赫兹波段的异常透射特性.结果发现,当入射太赫兹波的电场偏振方向垂直于金属开口时,变化的电场引起电感-电容(LC)共振,使其透射光谱呈现单峰特性;然而,当入射电场偏振方向平行于金属开口时,其透射光谱呈现出多峰性和周期性.通过对其电场能量分布和表面电流的分析发现,这种反常透射特性是由法布里-波罗腔效应和偶极子共振共同作用产生的.