声学测温信号时延优化方法

为了优化发动机燃烧室声学测温信号的时延处理,提高温度测量的准确性和稳定性,提出了一种结合小波包分解变换重组和孤立森林算法的信号处理新方法。首先,通过热校准风洞实验,得到声学测温探头在高温气流环境中的数据;然后,采用小波包分解变换重组方法结合孤立森林算法对温度数据进行滤波和重构,消除噪声和提取有效信息;同时,为了提高数据质量和准确性,对重构后的数据进行异常值检测。热校准风洞试验结果表明：经过信号处理后的数据分布更平缓和对称、标准差显著降低、数据更集中于均值,从而提高了温度测量的准确性和稳定性。本研究为声学测温更准确的应用于发动机燃烧室提供了一种有效的技术方案。     

穿孔板褶皱复合结构声学性能优化研究

声学复合结构的研究是现在声学研究的热点。将隔声薄膜制作成褶皱结构,与穿孔板结构组合成复合结构。基于正交试验方法,对褶皱高度、穿孔率、穿孔板板厚、褶皱与面板之间的距离四个影响复合结构吸声性能的主要因素进行试验分析。正交试验的结果表明：褶皱结构有效地改进了穿孔板的吸声性能,复合结构降噪系数（NRC值）最高为0.600;对于NRC值,四个因素影响趋势为：随着褶皱高度、褶皱与面板之间的距离、穿孔孔径的增大,NRC值随之增大;随着穿孔板板厚的增大,NRC值降低;其中影响最大的为褶皱高度,接下来依次为穿孔板厚、穿孔孔径、褶皱与面板之间的距离。     

声学黑洞在圆柱壳上的应用及结构优化研究

针对声学黑洞（Acoustic Black Hole,ABH）在圆柱壳结构上的应用问题,首先采用有限元法分析嵌入ABH的圆柱壳结构的振动特性并讨论不同结构尺寸对其振动特性的影响。随后对结构开展进一步研究,在嵌入ABH的圆柱壳结构外布置局域振子,分析其振动特性,并讨论不同材料振子及振子不同的质量分布对结构振动特性的影响。结果表明：相比原结构,嵌入ABH的圆柱壳结构的振动传递损失增加;当结构内径增大时,振动峰值向高频移动,振动衰减增大;在嵌入ABH的结构外侧附加振子使其发生局域共振可增加振动衰减,改善结构的振动特性;若采用不同材料振子,其质量增大时,振动衰减会向低频移动;随着振子外侧质量向中心集中,结构固有频率随之降低,振动衰减前移,可知振子质量及刚度参数对结构的振动特性有较大影响。     

自适应声学结构声压误差传感策略

在自适应声学结构的实现中，误差传感策略是关键的一环，现有研究表明：利用结构表面声压构造目标函数是可行的方法，但实际中只能测量近场声压，由此将带来一系列差异，文中研究这种差异的大小及克服的办法。结果表明：在与次级结构表面平行、面积相等的测量面上，如果测量面距振动结构的距离远小于声波波长，则测量面上离散点的声压平方和作为有源控制的目标函数即可取得良好的降噪效果。     

高速包装机传动系统声学贡献分析与降噪优化

传动系统引起的机械结构振动噪声问题是高速机械设备研究中需要解决的关键问题之一。本文结合振动噪声实验与仿真分析研究了高速包装机传动系统振动噪声源的定位及降噪优化问题。建立了高速包装机传动系统振动噪声实验装置,构建了对应的刚-柔耦合动力学仿真分析模型,基于实验测试数据进行了载荷识别并验证了模型的准确性与可靠性。以该模型为基础,结合模态参与因子及声学贡献量分析方法,明确了高速包装机传动系统声学贡献量较大的模态频率和板面区域,并对传动系统的设计进行了改进和优化。结果表明：通过模态贡献量分析和板面贡献量分析可以快速准确地定位噪声问题区域,以服务于相应机械结构设计的优化;在声学贡献量基础上进行结构优化可以有效抑制高速包装机传动系统的振动噪声。     

轻型汽车进气系统的声学优化

用CAE仿真计算和实验验证相结合的方法,对轻型汽车的进气系统进行声学优化,通过优化,将该车的通过噪声降低2dB(A),从而使其达到法规的要求。     

乘用车声学包设计开发与优化技术研究

声学包对车内噪声水平及声学环境有着重要的作用,在很多情况下,国产汽车声学包开发都是基于标杆车型的直接逆向,或凭借以往经验的简单开发。但更有价值的方法是在设计早期阶段就具备开发声学包部件的能力,即根据整车级目标定义对声学包部件进行开发和优化。以对某乘用车的声学包开发和优化过程为例,详细说明了乘用车声学包开发优化过程中的主要步骤与关键技术,旨在为声学包开发设计提供指导和参考依据。基于此,在乘用车早期设计阶段即可评估不同声学包方案的优劣,及其对车内噪声水平及声品质的影响,以指导内饰件的设计优化;同时,在满足声学包目标要求的基础上,对声学包方案进行优化,以满足成本和质量的优化控制。     

考虑位移要求的大型三维连续体结构拓扑优化数值技术研究

大型复杂三维结构拓扑优化设计既具有理论意义,又具有重要的应用价值。基于等效转换的非奇异的结构优化模型,研究结构位移要求的最小结构重量设计问题。首先,介绍了位移约束的三维结构优化准则和公式。而后,为了提高拥有数万个单元以上的三维结构的计算效率,结合结构位移计算的迭代方法,在分析用于结构特性参数计算模型的基础上,建立了一套三维结构拓扑优化的求解策略和算法。最后,给出了几个典型和复杂的三维结构的拓扑优化设计算例。算例表明求解策略和算法是正确和有效的,且具有广泛的工程应用前景。     

应用于自适应声学结构的平面声源特性研究

建立理论模型对平面扬声器的工作原理、辐射声场性能做了分析,通过仿真得出了平面扬声器的辐射指向性及声压、声功率的频率响应曲线,对将平面声源用于作为自适应声学结构次级源作了分析和展望.     

轨道交通驾驶室地板声学优化设计

针对某轨道交通驾驶室内噪声水平较高的问题,建立驾驶室车体声固耦合有限元模型;建立地板结构有限元模型并进行隔声量仿真计算,与地板样件实测值对比,验证有限元模型中地板结构仿真的有效性;进一步建立驾驶室车体声固耦合有限元模型并与实测数据对比验证此模型的有效性;通过实测试验优选出新的地板结构设计方案,在建立的有限元模型中应用这一地板设计方案;最后得出结论,优化的地板结构设计方案能够明显改善驾驶室内噪声。     

四元传声器阵列定向算法及其结构优化

推导任意四元传声器阵列的定位算法和近似的定向算法,并得出性能最优的四元传声器阵列结构.建立任意四元阵列后,通过矩阵分析推出定位公式,在声源位于远场时,通过近似得到既能保证精度又十分简洁的定向算法;通过数学分析,推导出最佳的四元传声器阵列结构.数值计算结果表明,提出的近似定向算法是可靠的;计算机蒙特卡罗仿真结果表明,导出的最佳四元阵列性能优于普通的四元阵和正四面体阵.     

基于材料选型优化的金属-复合材料组合结构-声辐射优化

基于金属铺层假设,以结构材料属性和材料铺层数量为设计变量,建立了基于金属-复合材料的材料选型结构-声辐射优化设计模型。以钢-纤维增强复合材料组合结构为例,开展了多设计变量、多约束条件的结构-声辐射优化研究。最后,采用遗传算法进行求解,实现了结构材料的转换。数值算例表明,通过金属-复合材料组合结构的材料选型优化,可以有效降低钢-纤维增强复合材料结构的振动和声辐射。文中的研究方法为结构材料的分布优化提供了一种可行有效的思路。     

气体声学温度计中声波导管的优化设计研究

声波导管的设计是影响声学信号信噪比的关键因素,导管内径越大、长度越短,越利于声波传输,但同时对声学共鸣腔产生更大的扰动。提出了采用变径声波导管降低声波的能量损耗和扰动方法,建立了变径声波导管的衰减和扰动模型,对比分析声学信号在不同尺寸声波导管内的能量衰减和导管对圆柱轴向非缔合声学共振频率和半宽的扰动,获得了优化的导管尺寸,在声波传输能量损失较小的情况下对内长为80 mm圆柱腔体首个轴向非缔合声学共振频率产生的相对扰动在3×10^-5以内,该声波导管的优化设计可为高温气体声学温度计的深入研究提供理论支持。     

充水透声结构声目标强度预报方法研究

充水透声结构是水下航行体重要的结构类型之一,主动声呐作用于目标时,声波可以透射充水透声结构外表面进入结构内部,在充水透声壳体结构内表面产生内部散射,从而影响目标的目标强度.文章提出了一种适用于透声结构目标强度预报的考虑透声的修正板块元方法,此方法假设散射声场近似为内表面板块散射声场和与之对应的外表面板块散射声场叠加,基...     

阻振质量-刚度-阻尼材料配置同步优化的基座声学设计

提出了一种通过配置阻振质量、优化构件尺寸和阻尼材料的基于声功率级约束的基座优化设计方法.不同于以往通过基座减振优化设计进而减小辐射噪声的方法,验证了基座声学优化设计对声隐身特性的直接效果.分别建立阻振质量单独优化、阻振质量-基座刚度同步优化、阻振质量-基座刚度-阻尼材料综合优化三种基座声学优化模型,比较了三种优化模型的...     

旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.     

基于有限元法的水声构件声性能预报

对水声构件的声性能进行有限元仿真研究,是因为水声构件的声性能不仅由材料本身的物理参数所决定,而且与其内部空腔形状与分布有关。通过反射波与入射波形成的驻波场声压可以直接计算出水声构件的吸声系数。对多种样品进行仿真与测量,两者结果较为一致。该法不受模型结构复杂性的限制,具有费时少、精度高的特点,为消声瓦等水声构件的声性能预报提供了保证。是预报水声构件声性能的一种便捷工具。     

声学隐身层结构对隐身性能的影响

声学隐身层结构对隐身性能有重要的影响。对不同结构的声学隐身层的声场分布和散射截面进行了计算和对比分析。结果表明,声学隐身层的总厚度、层数和层厚分布对隐身性能都有不同程度的影响。当层厚确定时,总厚度越大,隐身性能越好;当总厚度确定时,层数越多,隐身性能越好;当总厚度和层数都确定时,层厚分布从内层向外层逐渐减小的隐身层比层厚分布均匀和层厚从内层向外层逐渐增大的隐身层的隐身性能更好。计算和分析结果对声学隐身层的设计和应用具有一定的参考价值。     

表面弹性波马达的工作机理和优化设计研究

探讨了表面弹性波马达的工作机理和优化设计。采用具有能量循环功能的表现弹性波换能器结构，提高了表面弹性波马达效率，将马达的驱动电压阈值从100V降到了10V以下。在频率10MHz，峰峰值为10V的正弦的电压激励下，获得振动幅度为20nm的表面性波，马达的无负载速度达到0．34m/s，最大推动力输出达到0．06N。