双弹性板矩形空腔内噪声的有源力控制

研究了在弹性板上施加不同参数的有源力对腔内噪声进行控制的问题。构建双弹性板构成的封闭矩形声腔模型,对封闭声腔的结构-声耦合特性进行分析,推导了在封闭声腔有源力控制作用下声压计算公式,给出采用有源力控制的最优控制模型。分析了弹性板在不同参数的次级力源激励下腔内局部声场的声压级响应,并建立了仿真模型对局部声场的减噪效果进行分析。结果表明,合理选择次级力源的参数对控制效果的影响较为明显,且次级力源的个数并非越多越好。     

声腔-弹性板结构在不同激励下声辐射特性研究

以声腔-弹性板声振耦合模型为研究对象,对比分析该模型在点力激励和点声源激励下,激励位置、声腔厚度以及弹性边界等对弹性板声辐射功率、表面振速和腔内声压的影响及两种情况下的区别。弹性板的振动位移函数通过谱几何方法得到,并采用Hamliton原理,充分考虑了板的振动与板两侧声场之间的耦合。利用Rayleigh积分,可计算出弹性板的声辐射特性参数。结果表明,在简支约束情况时,点力和点声源两种激励下,激励位置、声腔厚度和弹性边界对板的声辐射功率、表面振速和腔内声压有不同的变化。在薄声腔时,点力激励下,声腔个别模态对板有明显影响。点声源激励下,模型耦合作用明显,弹性板的声辐射功率、表面振速和腔内声压主要受到耦合模态的影响,且点声源的耦合作用明显强于点力作用。相较于扭转刚度,直线刚度对声辐射的影响更大。     

基于解析法的复杂封闭空间有源结构声控制

给出了任意凸多面体声腔在内部点源和外力激励下,腔内声压分布的解析解。该解析方法较传统的数值方法,不仅数据准备量小、速度快精度高,且能够解决目前常用的声弹性法难以解决的复杂几何形状的封闭空腔的声固耦合问题。在此基础上,结合有源结构声控制方法,建立了复杂封闭空间局部区域有源消声的模型,给出了矩阵形式的数值算法,并对一类似车辆驾驶室的复杂封闭空腔进行了有源降噪仿真分析,降噪效果良好,证明该方法可以作为复杂封闭空间有源力消声控制系统的建模基础。     

任意边界条件的弹性长方体封闭腔辐射声场分析

在弹性板边界施加假想的弹簧系统模拟板的不同边界条件,利用汉密尔顿函数和瑞利—李兹方法,建立了由1块四边弹性支承的弹性板及5块刚性板构成的封闭矩形腔外的辐射声场模型,推导了腔体外辐射声场的解析解。该模型考虑了任意边界条件下的弹性板与腔体内声场之间的耦合。将仿真计算结果与实验结果进行比较,验证了理论推导的正确性。算例表明:低频段时支承板的线弹簧的刚度变化对辐射声场的影响较旋转弹簧的大。     

任意边界条件的弹性长方体封闭腔辐射声场分析

在弹性板边界施加假想的弹簧系统模拟板的不同边界条件,利用汉密尔顿函数和瑞利一李兹方法,建立了由1块四边弹性支承的弹性板及5块刚性板构成的封闭矩形腔外的辐射声场模型,推导了腔体外辐射声场的解析解.该模型考虑了任意边界条件下的弹性板与腔体内声场之间的耦合.将仿真计算结果与实验结果进行比较,验证了理论推导的正确性.算例表明:低频段时支承板的线弹簧的刚度变化对辐射声场的影响较旋转弹簧的大.     

具有弹性板的矩形封闭声腔结构-声耦合分析

建立了中间具有弹性板的矩形腔体内的声场模型,并在矩形腔体内的弹性板四周施加假想的弹簧系统以模拟弹性板不同的边界支承条件。该模型充分考虑了弹性板与两个腔体内声场之间的耦合以及弹性板的边界条件对腔体内声场的影响。通过算例分析表明,低频段时,由腔体1的内声场引起的弹性板的振动速度受线弹簧刚度的影响要大于旋转弹簧刚度的影响,支承弹性板的线弹簧刚度对腔体内声场与弹性板之间振动耦合的影响大于旋转弹簧刚度的影响;由弹性板振动而引起的腔体2内的平均声压随线弹簧刚度的增大而增加。     

基于多主体系统的封闭空腔有源力控制技术

将多主体系统(Multi-agent system,MAS)分布协同控制的方法应用到封闭空腔结构声控制中,解决整体控制架构的复杂性和智能单元的协调问题。提出由两个相邻弹性板围成的封闭空腔模型,利用模态叠加法分析腔内耦合声场的分布。在此基础上研究基于MAS的智能控制方法处理复杂的封闭空腔耦合噪声场的基本理论和可行性。通过对噪声控制问题进行逐层分解,构建相应的MAS控制架构。定义具有针对性的子控制器主体及其操作域和内部功能函数,并采用协调体结构中的类监督和竞争协调机制将各子控制器主体耦合起来,建立一个完整的基于MAS的封闭空腔有源力控制系统。仿真结果表明该系统对封闭空腔噪声控制具有可行性且降噪效果较好;同时还体现了并行运算、"即插即用"和高度稳定性等MAS的优势。     

考虑边界条件的弹性长方体封闭结构腔辐射声场分析

在弹性板边界施加假想的弹簧系统模拟板的不同边界条件,利用汉密尔顿函数和瑞利-李兹方法,建立由2块四边弹性支承的弹性板及4块刚性板构成的封闭矩形腔外的辐射声场模型,推导腔体外辐射声场的解析解.该模型考虑两弹性板之间以及弹性板与腔体内声场之间的耦合.算例表明,低频段时两弹性板之间为弱耦合,辐射声场主要由受到外激励的结构所决定;支承板的线弹簧的刚度变化对辐射声场的影响较旋转弹簧大.同时,运用有限元法计算腔体内的声模态和弹性板的振动模态及其耦合系数,结合边界元法计算出腔体外的声压响应,并将此数值仿真结果与前面导出的解析结果进行比较,理论推导的正确性得到验证.     

蜂窝夹层板封闭声腔的结构-声耦合特性分析

对弹性板封闭声腔的结构-声耦合机制、耦合特性、影响耦合程度的系统参数及其对系统固有频率的影响进行了深入的理论分析,并对耦合系统固有频率进行了估计,通过与已有文献结果的比较对所提出的分析模型和计算方法进行了验证,在此基础上分析了夹层板结构参数对腔内声压响应的影响。结果表明:在满足结构质量和第一阶固有频率约束的前提下,适当增大面板厚度和芯层厚度有利于降低腔内声压响应。     

水下弹性圆柱壳结构声辐射有源控制研究

研究了利用次级环带声源对水下有限长弹性圆柱壳结构振动声辐射进行有源控制。给出了初级圆柱和次级环带声源之间的互辐射阻抗计算公式,考虑流固耦合效应,利用二次最优理论,以辐射声功率最小化为目标函数,得到次级环带声源的最优激励力,最后计算控制前后远场辐射声压的空间分布。结果表明:利用次级环带声源可以对弹性圆柱壳结构振动辐射噪声进行控制,增大次级环带声源与初级圆柱壳间距,控制效果变差;次级激励力位置对辐射声功率控制效果也会产生影响。     

基于单全息面三维声强测量的声场分离技术

在测量全息面三维声强和均方声压的基础上，根据平面上二维切向有功声强与复声压相位间的关系来间接获取复声压的相位，结合测得的均方声压，得到全息复声压；根据全息面上微粒法向振速的叠加原理和波数域的Euler公式，推导出基于单全息面三维声强测量的声场分离公式，将全息面两侧声源各自在全息面上产生的声压分离开来。在全息面两侧均有声源的情况下，实现噪声源的识别与定位，克服了近场声全息(NAH)和基于声强测量的宽带声全息(BAHIM)的应用局限性。数值仿真的结果证明了该技术的可行性和有效性。     

废墟搜中的音频生命求救信号分析研究

废墟搜救机器人在灾害搜救领域发挥了越来越大的作用,受到世界各国学者的关注,我国在这方面的研究还处于起步阶段。灾害发生后,处在废墟中的受困人员会发出多种有用的音频求救和生理信号,有利于帮助搜寻受困人员;但这些信号往往比较微弱。文章分析了最具特征的心跳和呼吸音频信号,研究其数字模型。这些信号的特征分析对采集到信号的识别带来依据,为救援工作带来极大帮助。     

轿车声学建模的统计能量法

针对高频域的声场，提出了基于能量理论的等效声源法对轿车的发动机室进行声场建模，采用统计能量法(SEA)理论对发动机室、发动机室底板及底板与地面空间系统进行声场建模和仿真。该方法简单、实用，利于工程应用。能很好地解释系统的声场物理特性。     

AlN超声换能器声场的仿真分析

超声换能器声场性能是换能器优劣的一个重要指标,对声场中的一系列理论进行了分析推导,分别对换能器声场进行频域和瞬态分析。频域分析中研究了声压、声压级随频率变化规律、油液区域中声场的分布、衰减的问题。瞬态分析中展示了声波在油液域的传播过程,对比了声信号在换能器两侧的传播,分析声波在各个反射界面的强度变化。结果与理论分析一致性较好,为后续利用设计制作换能器提供一定的依据。     

声场可视化系统中声像阵列空间关系标定研究

在声场可视化系统中,摄像机与传声器阵列的空间位置及角度的关系不准确将导致声源定位出现误差。而目前对于声场可视化系统中的声像阵列空间关系的研究较少,缺少对声像阵列空间关系的简单有效的标定方法。因此,提出了一种可计算任意位置与姿态的摄像机与传声器阵列之间空间关系的标定方法,可有效消除由传声器阵列与相机的空间关系不匹配导致的声源定位误差。通过对已知声源在多个空间位置的声源定位误差进行最小化处理,利用分步迭代计算的方法,分别计算出摄像机与传声器阵列的空间位置与角度,最终得到声像阵列之间真实的空间位置与角度关系。仿真与实际实验均表明本方法可对任意位置与姿态的摄像机与传声器阵列的空间关系进行准确标定,能有效提高声场可视化系统的声源定位精度。提出的声像阵列空间关系标定方法可应用于各种声场可视化系统中,对提高声场可视化系统的声源定位准确度有着积极的意义。     

基于边界元理论的鼓风机组管路振动噪声控制研究

针对鼓风机组管路振动噪声问题,应用结构声辐射理论和结构振动测量数据分析振动声辐射强度。以实测振动信号为依据,根据对低频段计算精度较好的边界元理论,应用有限元软件和Sysnoise声学仿真软件建立了实际声场的边界元流体模型和有限元结构模型的耦合模型,得到了模拟声场的仿真结果,并与实测结果进行比较,确定了主要噪声能量来源于管路振动造成的结构振动。通过分析振动的来源以及振动传递的路径和传递特性,确定了隔振降噪的方法。依据理论分析结果,对实际现场采取了有效的隔振降噪方法,隔振后降噪效果明显。     

利用闪电信号进行雹云的识别和定位

雹云中5 min闪电频数明显多于非雹云,形成的雷声信号能量相对集中在85～100 Hz。因此,利用雷声和闪电特征可以识别雹云。同时,根据声测定位技术,利用＂五元十字阵＂可以得到雷声声源的空间方位。再由声、电信号传播时延得到闪电距离。从而实现对雹云的判别和空间定位,为人工消雹作业提供指导。     

隔声结构的声学性能试验及仿真分析

试验测量和仿真计算是隔声结构声学性能研究的重要方法.首先对隔声结构声学性能试验测量的混响室法和阻抗管法进行介绍,并分析2种方法的优缺点以及适用范围,为隔声性能测量方法的选择提供依据；同时,将有限元法和统计能量分析法用于隔声结构的声学性能仿真计算,并将计算结果与实验测量结果以及理论公式计算结果进行对比分析,结果表明,理论公式的计算结果与试验测量结果相差很大,特别在吻合频率附近,只能对隔声结构的声学性能进行初步预估.而有限元法和统计能量分析法计算结果与试验测量结果吻合良好,适用于隔声结构的声学性能仿真计算.     

基于声全息声强法的噪声检测研究

为了最大程度地减少摩托车噪声测试中存在的测试及数据处理误差问题,将近场声全息和声强检测法结合起来,能够在工况下进行噪声检测,有效屏蔽了环境噪声,使得噪声测量更加准确有效。     

集中驱动式纯电动车动力总成噪声特性分析

进行典型集中驱动式纯电动车噪声试验,采集其动力总成近场及副驾驶人耳处噪声信号.首先利用频谱分析、阶次分析等常规处理手段对噪声信号进行初步处理;然后结合纯电动车的声辐射特性,利用响度、尖锐度和粗糙度3个心理声学指标对噪声信号进行深入处理.结果表明:减/差速器的机械噪声是动力总成噪声的主要方面,电机的电磁噪声是次要方面,但两者均与入耳的主观感受联系密切,结合声品质进行分析能全面反映电动车动力总成的声辐射特性.