民用飞机噪声适航审定中伪纯音影响的去除方法

在民用飞机噪声适航合格审中计算有效感觉噪声级时,通过引入纯音修正因子来考虑噪声频谱不规则性对人主观感觉的影响,但布置在地面上的传声器测量的噪声频谱中含有地面影响导致的伪纯音,使得纯音修正因子可能被高估,需要加以识别并去除。该文提出了一种识别和去除地面影响引入的伪纯音对纯音修正因子计算影响的飞行试验方法和分析方法。在适航噪声测量点旁布置倒置传声器,得到飞机直达噪声,可靠地识别实测适航噪声频谱中的伪纯音,基于"CCAR-36部"及其附件中方法的改进方法,去除伪纯音对纯音修正因子计算的影响。通过某型民机噪声适航审定飞行试验对该方法进行了验证,结果表明该方法满足"CCAR-36部"等规章要求,易于试验和分析实现,能准确去除由地面影响引入的伪纯音影响,提高了有效感觉噪声级的计算准确度。     

视觉提示刺激对听觉掩蔽效应的影响

传统用于声音压缩编码的掩蔽效应模型是在单一听觉模式下获得的,而现今的多媒体技术是视听交互模式。在有视觉刺激情况下,人耳声音的掩蔽特性是否会发生变化？为了研究视觉刺激对听觉掩蔽效应的影响,从视觉与听觉心理的相互关联性入手进行了窄带噪声掩蔽纯音和宽带噪声掩蔽纯音两类心理声学实验。实验采用恒定刺激法,在听觉判断的同时给被试呈现三种不同提示状态的视觉刺激,对在200~7700Hz的频率范围内的噪声掩蔽阈值进行实验测定,并将结果与无视觉状态的实验结果相比较。对实验结果进行了信度检验、效度分析和显著性分析之后,利用相关视觉提示促进理论和注意能量分散理论对实验结果进行了理论解析。     

外中耳传声对响度感知影响的数值研究

现有响度模型主要通过滤波器组在传递特性上模拟人耳感声特性,未能真实反映人耳的生理结构。基于新鲜人体颞骨标本微CT扫描影像,通过逆向成型技术及有限元法建立了基于真实生理结构的人耳模型,并基于该模型,研究外、中耳与人耳响度感知的关系。该模型主要包括耳道和中耳两个部分,通过镫骨、鼓膜脐部位移响应,镫骨速度传递函数及鼓膜处声压级对模型进行可靠性验证。最终,基于该模型,系统分析了经过外、中耳传声,传递到镫骨的镫骨底板输出位移、速度、能量与响度感知听阀曲线的关系。研究结果表明,镫骨底板输出的等速曲线及等能量曲线在中、高频段内与听阀曲线较接近,可以用于近似评估人耳在该频段内的响度感知效果。     

基于多普勒特征恢复的声矢量阵鲁棒自适应波束形成方法

在短快拍、信号导向矢量失配环境下,传统的自适应波束形成方法性能受到影响,对角加载技术是提高算法在复杂环境下性能鲁棒性的重要技术之一。针对水声环境和水声信号特点,提出一种基于声矢量阵的自适应波束形成方法。该方法利用水声信号的多普勒频率信息,在不同环境下自适应地选择最优对角加载因子,确定波束形成的权矢量,从而实现提取期望目标信号、抑制干扰和噪声的目的。无需任何用户参数,鲁棒性强、估计精度高。最后基于声矢量阵进行仿真实验,仿真结果证明了所提出的方法能够有效地获取目标信号,具有较好的抗干扰能力。     

多频声感知倒谱距离与音质评价的研究

文中以多频声作为测试信号,研究电声系统中感知倒谱距离与音质评价的关系。主观评价实验表明,采用多频声信号和听觉感知模型得出的感知倒谱距离能很好地反映频响曲线对音质的影响。当选取合适的评价节目源时,主客观评价结果的相关度均可达到0.84以上,最高可达到0.96。     

金属拉深件拉深过程微裂纹AE信号特征参数的优化及状态识别

本文通过对拉深件成型状态的声发射测试,进行了拉深过程AE特征参数信号的提取。对采集到的信号进行局域波分解后提取各IMF(Intrinsic Mode Function)的能量值作为初始特征参数,应用遗传算法对初始特征参数进行优化,生成最优特征参数。采用简单的马氏距离方法,将正常状态和微裂纹状态两种质量状态下的实验数据进行计算,比较两种状态下马氏距离的大小,取其中最小判别距离对应的状态为测试样本的状态类型。研究结果说明了该方法可以有效地识别出拉深件的微裂纹AE信号,从而判断出拉深件的初始裂纹状态,实现AE信号特征参数的优化及对金属拉深件成型质量状态的识别。     

潮流能水轮机单向流固耦合计算方法

基于ANSYS和CFX软件实现了垂直轴潮流能水轮机单向流固耦合瞬态计算。将二维CFX流体计算结果作为水轮机受力,将流体与结构中相对应的节点压力施加到结构有限元模型上,从而完成水轮机工作状态主轴应变计算。将计算结果与实验结果进行对比发现二者吻合较好,说明单向流固耦合方法是将流体计算结果传递到结构分析的有效方法,在潮流能水轮机叶片小变形的条件下能够准确的预报结构响应的趋势,有效的计算垂直轴水轮机的结构强度,对其结构校核起到很好的指导作用     

基于网络可视图的室内人体状态检测研究

随着无线局域网的普及,利用无线信号对室内人员活动状态的研究越来越多,如进行无源被动的人体朝向感知等。本文提出了一种结合无线信道状态信息(CSI)和可视图(VG)复杂网络技术的室内人体朝向检测方法,首先以无线局域网中的信道状态幅度和相位信息构建时间序列数据网络,然后基于提取的网络参数和原始统计属性作为融合特征,再通过机器学习算法进行人体朝向的分类检测。为验证算法效果,本文建立了信道状态幅度和位相信息采集平台,综合多对天线数据进行了教室和办公室2种环境下的人体4朝向和8朝向检测,还讨论了K近邻(KNN)、朴素贝叶斯(NB)和支持向量机(SVM)等分类方法的时间复杂度对比。实验结果表明,本文所提出的方法和实验方案具有较高的室内人体朝向检测精度,8朝向的最佳检测精度能达到98.66%。     

豚鼠耳蜗基底膜响应特性的实验测试与分析

为探究耳蜗基底膜的动态特性,利用激光多普勒测振仪(Laser Doppler Vibrometer,LDV)测试了豚鼠耳蜗基底膜在纯音激励下的动态响应。实验时,选取了14只新鲜的豚鼠耳蜗离体标本,分别测试了70 dB、80 dB、90 dB三种声激励下耳蜗基底膜的速度响应和位移响应,并改变输入声音信号的频率,研究了基底膜的振动特性。实验结果表明:纯音激励下基底膜的振动是正弦振动;在大小相同、频率不同的纯音激励下,基底膜同一位置处振动速度和振动位移大小不同,基底膜具有频率选择特性,在最佳频率处振动响应最大;基底膜在不同大小声压激励下相位响应趋势接近,超过最佳频率后相位滞后迅速增加;基底膜的运动具有行波特征。实验方法和测试结果可为人耳耳蜗听觉机制的研究提供指导。     

豚鼠耳蜗基底膜响应特性的实验测试与分析EI北大核心CSCD

为探究耳蜗基底膜的动态特性,利用激光多普勒测振仪(Laser Doppler Vibrometer,LDV)测试了豚鼠耳蜗基底膜在纯音激励下的动态响应。实验时,选取了14只新鲜的豚鼠耳蜗离体标本,分别测试了70 dB、80 dB、90 dB三种声激励下耳蜗基底膜的速度响应和位移响应,并改变输入声音信号的频率,研究了基底膜的振动特性。实验结果表明:纯音激励下基底膜的振动是正弦振动;在大小相同、频率不同的纯音激励下,基底膜同一位置处振动速度和振动位移大小不同,基底膜具有频率选择特性,在最佳频率处振动响应最大;基底膜在不同大小声压激励下相位响应趋势接近,超过最佳频率后相位滞后迅速增加;基底膜的运动具有行波特征。实验方法和测试结果可为人耳耳蜗听觉机制的研究提供指导。     

深海海洋环境噪声垂直相关性研究

海洋环境噪声场是海洋中的固有声场,其空间结构特性是影响水声系统的重要因素之一。在风成海洋环境噪声波数积分模型的基础上,对深海噪声场的垂直相关性进行了研究。通过数值仿真讨论了深海环境下,海底声速、衰减系数、海面噪声源深度及接收器深度对均匀分布于海面附近的噪声源的垂直相关性的影响。仿真结果表明:噪声场的垂直相关随海底声速、衰减系数和接收器的绝对深度的变化较小;高频噪声的垂直相关性对噪声源的深度较敏感,低频噪声的垂直相关性受噪声源深度的影响几乎可以忽略。在此基础上,分析了某次海试噪声数据,并结合数值计算结果对实验测得噪声数据的垂直相关性进行了合理的解释。     

深海波导中目标低频声散射特性研究

针对深海环境中目标的主动探测问题,建立了深海波导中目标低频声散射仿真的简正波耦合边界元理论模型。首先仿真了深海波导中Munk声速剖面条件下的声传播特性,然后根据深海波导中的声传播特性,仿真计算了声源位于不同深度时,波导中目标低频散射回波强度随声源与目标之间水平距离变化的特性。仿真结果表明,当声源深度为100 m(近海面)与1 400 m(声道轴)时,受完全声道的影响,在会聚区附近范围内散射回波强度较大;声源深度为4 900 m(近海底)时,受直达波与一次海面反射波的影响,在中近距离(小于40 km)范围内散射回波强度较大;对于接收水听器而言,置于临界深度以下时主动探测的距离更远。     

近场条件下视觉距离感知对响度的影响

文章研究了近场条件下,当声源距离改变时,视觉距离感知对响度的影响。在消声室中,使用球形声源在试听者的正前方发声。8位试听者分别在睁眼和闭眼的条件下,对3种中心频率(500 Hz、1 kHz和2 kHz)、8个距离(0.3～1.0 m,1.0 m为参考距离)的声信号进行了响度匹配。结果显示,随着声源距离的减小,睁眼时响度增加得要比闭眼时少一些。而闭眼时的响度匹配结果与封闭耳道口声压级的变化情况相一致。这说明闭眼时试听者根据耳道口的声压级来判断响度,而睁眼时视觉距离信息会对响度产生影响。结果还显示,对于频率越低的声信号,视觉距离感知造成的影响越大。     

Inspection of commercial optical devices for data storage using a three Gaussian beam microscope interferometer

Recently, an interferometric profilometer based on the heterodyning of three Gaussian beams has been reported. This microscope interferometer, called a three Gaussian beam interferometer, has been used to profile high quality optical surfaces that exhibit constant reflectivity with high vertical resolution and lateral resolution near lambda. We report the use of this interferometer to measure the profiles of two commercially available optical surfaces for data storage, namely, the compact disk (CD-R) and the digital versatile disk (DVD-R). We include experimental results from a one-dimensional radial scan of these devices without data marks. The measurements are taken by placing the devices with the polycarbonate surface facing the probe beam of the interferometer. This microscope interferometer is unique when compared with other optical measuring instruments because it uses narrowband detection, filters out undesirable noisy signals, and because the amplitude of the output voltage signal is basically proportional to the local vertical height of the surface under test, thus detecting with high sensitivity. We show that the resulting profiles, measured with this interferometer across the polycarbonate layer, provide valuable information about the track profiles, making this interferometer a suitable tool for quality control of surface storage devices.     

强干扰环境下声源可视化重建方法的研究进展

准确识别噪声源是机电产品噪声控制的关键,其中,近场声全息和波束形成是两种常用的声源可视化重建方法,分别适用于近场低频和远场高频声源重建的情况。传统的声全息和波束形成方法基于自由场假设,即适用于目标声源辐射声与干扰噪声之间的信噪比大于10 dB的情况。然而很多机电产品的噪声测试只能在工作现场进行,不满足自由场条件。为此,从声学传播方程和信号处理两个方面出发,回顾了强干扰环境下声源可视化重建方法的研究发展历程,评点了每种方法的特点和适用范围。重点介绍了强干扰环境下的近场声全息方法,包括声场分离法和逆块传递函数法。另外,还介绍了混响环境下的声源重建方法以及基于信号处理的信号噪声分离方法。最后,讨论了强干扰环境下声源重建有待解决的问题及其发展趋势。     

水下声信标信号的多脉冲匹配滤波改进方法

水下声信标信号检测是搜寻黑匣子的重要技术之一。针对水下声信标信号声源级低、脉冲宽度窄所带来的检测难题,充分利用声信标信号周期短、相邻脉冲信号相关性强等特点,提出了一种基于多脉冲积分的改进匹配滤波方法,通过前后脉冲匹配方法克服标准信号匹配处理中因信号畸变带来的匹配处理增益下降,通过多脉冲累积提高积分增益。通过仿真实验验证,当取多脉冲累积数为6时,在理想白噪声环境下,所提改进方法比传统单脉冲匹配滤波检测性能提高约4 dB,特别是在存在明显多普勒影响下,传统方法适应性下降,所提改进方法有9 dB的性能提高。通过对湖上实验数据的处理也验证了所提方法的有效性。     

相控阵ADCP编码信号相移波束形成

相对于活塞式声学多普勒流速剖面仪,相控阵声学多普勒流速剖面仪的换能器体积大大缩小,并且依托相控阵本身的物理特性,无需进行声速补偿。利用窄带相控阵声学多普勒流速剖面仪系统进行编码信号的发射与接收,从而提高相控阵声学多普勒流速剖面仪的设备性能。首先介绍了相控阵ADCP的波束形成方法,然后分别介绍了相控阵的相移波束形成和时延波束形成原理,对编码信号相移相控波束形成情况下,相控阵发射和接收信号波束开角进行了对比,并对作用距离、测量精度、系统复杂度等系统性能进行了分析。分析结果表明:窄带相控阵声学多普勒流速剖面仪可以进行编码信号的发射和接收,能够提高系统的空间分辨率和测量精度,从而提高相控阵声学多普勒流速剖面仪的性能。     

飞越适航噪声时域信号预测方法研究

以往对发动机有效感觉噪声级的预测研究是通过1/3倍频程谱进行计算,从而得到发动机地面预测有效感觉噪声级,而使用时域噪声数据进行发动机有效感觉噪声级预测的研究相对较少。研究了飞机起飞飞越过程中的噪声传播特性的计算方法,使用该方法来模拟计算飞机一台发动机在起飞飞越过程中地面飞越噪声测量点接收到的时域噪声信号数据。根据ANP数据库数据计算飞机起飞飞越航迹,使用声线法计算使用某时刻噪声声压信号传递的路程和时间,根据飞机速度方向与飞越地面噪声测量点的角度来确定该时刻噪声信号的最大声压值,最后得出飞机发动机在起飞飞越过程中部分时间内地面噪声测量点接受的时域信号数据,对飞机噪声适航审定提供一定的理论依据。     

声阵列测试技术在微型泵降噪中的应用研究

声源定位作为机械降噪的关键之一,有效指导着产品噪声问题的解决。某微型压力水泵的噪声较大,为了有效降噪,综合声阵列测试技术和机械降噪技术,构建了一套完整的降噪优化流程方法。在声源定位过程中采用声阵列采集实验数据,利用声强法与波束形成技术获取得到微型压力水泵噪声源的主要声源位置位于套筒中部,结合流场与结构场的实验分析,进一步验证了泵体噪声主要由套筒结构的振动发声所致。在准确识别声源的位置后提出相应的降低本体噪声的改进方法并进行了验证,结果表明：增大壳体的阻抗特性和通过弱化电机与顶盖和底盖的轴向连接刚度的方式可以有效降低压力水泵的噪声。     

阵列测量中的卡尔曼滤波器算法

针对经典波束形成算法不具备实时性、占用存储空间大、计算速度慢等缺点,提出了基于卡尔曼滤波器的算法。这种算法将信号处理领域中现有的卡尔曼滤波器理论与阵列信号处理过程相结合,在频域内对声学阵列所采集到的数据进行迭代处理,不仅能够及时发现风洞测量中存在的各种问题,而且可以实时消除由测量环境所引起的各种误差。仿真结果表明,这种算法比经典波束形成算法收敛速度更快,不仅成像效果很好,而且能够对低速运动声源进行定位。此算法具备实时性,为风洞声源的实时定位提供了重要的算法选择。