几种典型技能器声场特性的微机计算

本文利用克希霍夫积分法分析推导了八种典型换能器辐射声场的一般表达式．．特别给出了其近场轴上声压及这场指向性函数的表达式，并用微机进行了数值计算，得出各种换能器的代表性特性曲线与图案。对影响换能器声场的传感器形状、尺寸及某些物理参数进行了必要的分析与讨论。     

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。     

基于声压测量的结构模态参数辨识EI北大核心CSCD

通过建立辐射声压与激振力之间的声压频响函数矩阵,提出了一个基于测量声压识别振动结构模态参数的方法。该方法可以通过非接触测量声压来识别结构的固有频率、模态阻尼比与模态振型,避免了附加质量对结构的影响。声压频响函数矩阵是基于边界元和Rayleigh积分方法结合有限元结构动力学方程建立的,适用于任意结构且与结构模态参数有明确的关系;对于测量声压时多激励单输出与单激励多输出响应的不同试验模式,该方法都能识别结构的模态参数。以一平板结构为例,数值验证了该方法的准确性与适用性。     

基于声压测量的结构模态参数辨识

通过建立辐射声压与激振力之间的声压频响函数矩阵,提出了一个基于测量声压识别振动结构模态参数的方法。该方法可以通过非接触测量声压来识别结构的固有频率、模态阻尼比与模态振型,避免了附加质量对结构的影响。声压频响函数矩阵是基于边界元和Rayleigh积分方法结合有限元结构动力学方程建立的,适用于任意结构且与结构模态参数有明确的关系;对于测量声压时多激励单输出与单激励多输出响应的不同试验模式,该方法都能识别结构的模态参数。以一平板结构为例,数值验证了该方法的准确性与适用性。     

用长旋转椭球函数重构声场

提出了一种声场中声压新的叠加形式。使用长旋转椭球函数得到一组独立函数，把声场中的声压表示为独立函数的线形叠加。这样，根据声场中某些已知点的声压，就可以重构整个声场的声压。本文提出的新方法，其主要特点是可以根据声场中声源的形状来灵活地选择计算的参数，其适用范围是宽高近似相似、长可任意的物体。而文献(1)是本文的一个特殊情况，其适用范围为长宽高约为1：1：1的声源。在本文的适用范围内，使用本文提出的新方法，相对于边界元等方法，将很大地提高计算效率。文中，对脉动球和有限长的圆柱的算例进行了验算，表明了该法是可行的。     

圆柱结构声辐射估计中的振动传感器数目要求

使用近似Kirchhoff积分法估计点力源激励下圆柱壳体的辐射声压和声功率,研究壳体表面速度传感器均匀布放时传感器数目对估计精度的影响。单个场点声压估计和声功率估计误差给定的情况下,随着频率的升高,所需的传感器越来越多,但在场点声压级曲线或辐射声功率级曲线的峰值频率附近,需要的传感器数目会出现谷值;且激励源位置对单个场点声压估计时的传感器数目要求影响不大。进一步研究了全空间声压估计时的传感器数目需求,发现此时传感器需求数目曲线比单个场点声压估计时的传感器数目需求曲线平滑,不会在曲线峰值频率附近出现谷值。     

基于格林函数法的封闭声腔的结构-声耦合分析

以封闭声腔为模型，在考虑流固耦合作用的基础上，结合流体格林函数和Helmholtz方程及其边界条件，导出了各阶声压模态对应的声压振幅响应公式；结合结构格林函数和板的振动方程及其边界条件，导出了各阶板模态对应的速度振幅响应公式。这两个公式物理意义明确，易于转化为矩阵形式直接进行数值仿真，可应用于任意几何形状的封闭声腔，为进一步研究封闭声腔的结构-声耦合问题提供了必要的理论基础。数值仿真部分首先对声压振幅和速度振幅的积分形式作了矩阵化。然后以长方体封闭声腔为模型，结合有限元法计算声压模态和弹性板的振动模态，合成耦合系数，并最终合成弹性板与声腔耦合作用下的的声压响应和弹性板的速度响应；将数值仿真结果与解析结果以及前人的试验结果进行比较，验证了本文在理论分析和数值仿真方面的正确性。最后将该方法应用于一个非规则封闭声腔模型，得到了结构-声耦合作用下的系统响应。     

虚拟声屏障代价函数的比较

研究虚拟声屏障（Virtual Sound Barrier,VSB）系统在采用不同代价函数时的性能表现。在三维声场分别以声势能密度和、声动能密度和、声能量密度和为代价函数进行数值模拟。结果表明,以声势能密度和为代价函数,降噪效果好,但声压降低量不均匀;以声动能密度和为代价函数,声压降低量最为均匀,但降噪效果不好;以声能量密度和为代价函数,降噪效果最好,声压降低量均匀程度在上述两者之间,是一个比较好的折衷。此外,将声动能密度和与声势能密度和按权重相加构成代价函数Je（w）,针对不同的控制目标,可调整声动能密度和与声势能密度和的权重,得到适合控制目标的最优选择。     

考虑土体轴对称波动时变模量桩的纵向振动特性

考虑土体轴对称波动效应,对变模量桩在任意激振力作用下的纵向振动特性进行了研究。假定桩为竖直、弹性、变模量体,土为线性粘弹性体。利用拉普拉斯变换,将定解问题转换到拉普拉斯域内求解,通过引入势函数并结合阻抗函数的传递性,得到了拉普拉斯域内的桩顶阻抗函数解析解,进而可得到频域内的桩顶阻抗函数和速度导纳的解析解,利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得了半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度时域响应半解析解。基于所得解讨论了桩身模量变化对桩顶速度导纳曲线和反射波曲线的影响,得到了许多重要结论。     

基于激光测振法的高强度超声声场测量

基于激光测振法对高强度聚焦超声换能器的辐射声场进行测量,与标准水听器测得的结果对比焦点处基波信号、二次谐波、三次谐波测得值基本一致,基波声压误差在10%以内,焦平面的声压分布基本一致。同时,基于多层介质阻抗传递法解决激光测振法中薄膜对声场测量的影响,计算不同频率下薄膜的声压透射系数。设计实验验证不同频率(1、5、10 MHz)下,激光测振法与标准水听器测量法得到的结果,结果表明通过声压透射系数对激光测振法测量结果进行修正可有效减小测量误差。     

双向非均质土中填砂竹节管桩纵向振动理论与试验研究

填砂竹节管桩是一种新型复合桩基,通过竹节管桩、桩周填砂层和地基土共同承担上部荷载。基于考虑竖向波动效应的轴对称黏弹性土体模型研究其桩顶动力响应。利用虚土桩模拟桩底土体的支承作用,并对桩周介质进行径向和纵向分层,而后利用连续条件推得桩和桩周介质界面接触应力,根据拉氏变换和阻抗传递函数计算复合桩基桩顶阻抗解析解和速度时域响应半解析解,并讨论填砂层和竹节参数的影响;将理论曲线与现场试验实测曲线进行对比,结果表明,理论曲线和实测曲线吻合较好,所建模型能够反映实际工况下填砂竹节管桩的动力响应。研究成果对于填砂竹节管桩纵向振动的理论研究及工程应用具有一定的参考价值。     

Investigations on the growth of Zinc Oxide crystals from molten hydrous KOH solution and on the impedance analysis of Zinc Oxide crystals

Single crystals of Zinc Oxide (ZnO) were grown by flux growth technique. The conditions for the growth were optimized. The quality of the crystals has been evaluated using X-ray rocking curve studies. The grown crystals were confirmed to be of wurtzite structure using X-ray Diffraction. Surface morphology of ZnO crystals was analyzed using Scanning Electron Microscopy. A strong band-edge emission at 3.14 eV for ZnO crystals has been observed through Photoluminescence. The measurement of complex impedance response to small ac signals was carried out in the frequency range of 1 Hz to 1 MHz and in the temperature range of 300 to 473 K. The impedance plot shows a single semicircle in the measured frequency range. Dielectric analysis includes measuring dielectric constant as a function of frequency at different temperatures. Activation energy has been calculated using the Arrhenius plot of d.c conductivity as a function of temperature.     

基于单元阻抗耦合法的声场重建

基于单元阻抗耦合法,研究封闭空间中的辐射声场重建问题。以长方体房间中三个单极子声源辐射声场为对象,首先在房间中建立包含三个单极子的矩形包络面,将房间分成两个完全独立的空间：声源空间（含声源）和接收空间（不含声源）。随后,将矩形包络面划分成若干个矩形单元,在声源空间中测量矩形单元的声压分布和声源阻抗,并在接收空间中测量矩形单元的接收阻抗。最后,用这三个测量值重建了三个单极子在接收空间形成的声场,实现了接收空间的声场重建。实验分析说明,当选取的矩形单元边长小于声音最小波长的1/5～1/3时,重建可得到稳定声场,且与实际声场相比误差很小。     

温度和包装内缓蚀气压对金属气相防锈的影响

目的 通过电化学方法探究气相防锈包装过程中温度和包装内缓蚀气压对气相防锈效果的影响，为实际工况中获得较长的气相防锈有效寿命期提供数据参考。方法 以10^#钢和铸铁为金属试样作为工作电极，通过交流阻抗谱和动极化曲线对不同温度和不同缓蚀气压下试样缓蚀过程进行研究，并分析其电化学参数变化规律，对缓蚀效果进行评价和比较。结果 交流阻抗谱结果表明，温度升高和缓蚀气压下降时，金属试样表面阻抗值减小，且在高温低频区出现Warburg阻抗，腐蚀机理发生改变。动极化曲线结果表明，随着温度升高和缓蚀气压下降，金属试样的腐蚀电流减小，腐蚀电压负移。结论 温度升高及包装内的缓蚀气压下降均会造成金属气相防锈效果下降，且升温后缓蚀剂对缓蚀气压的变化更敏感，为延长气相防锈包装的有效寿命期应关注高温工况，并确保气相防锈包装内缓蚀气压稳定。     

耦合盐溶液环境下钢筋/混凝土Weibull耐久性寿命预测方法

根据兰州地铁沿线站台服役环境,配置含有SO₄2?、Cl?、Mg2+的耦合盐溶液,将钢筋/混凝土试件置于耦合盐溶液中每隔90天利用电化学工作站进行无损检测,选择Weibull分布建模,通过最小二乘法和BLUE法得到退化分布的固定参数估计值和动态参数估计值。结果表明:耦合盐溶液环境中腐蚀离子通过扩散、渗透及电化学迁移等方式到达钢筋表面,导致钢筋附近pH值降低,钝化膜由完整状态过渡到局部破损状态。可靠度曲线均呈现出三阶段变化特点,动态参数估计值中三次型尺度参数的可靠性寿命最接近固定参数值可靠性寿命,失效率最大;指数型尺度参数可靠性寿命最短,失效率最小;幂次型介于两者之间。且动态参数函数必须满足一阶导数及函数值为正的要求,否则可靠度计算结果为复数。尺度参数的函数形式对可靠度曲线影响大于形状参数的函数形式对可靠度曲线的影响。尺度参数函数类型一定时,形状参数函数类型对寿命结果影响较大,尺度参数函数类型变化时,可靠性曲线均发生较大变化。      

Impedance Resonance: A Novel Technique for Signal Acquisition From Interdigitated Electrodes (IDE) in Sensor Applications

A simple and useful modification to the common method of acquiring the impedance spectrum of modified interdigitated electrodes consists of including an appropriately sized induction coil connected in parallel with the interdigitated electrode (IDE). The resulting impedance behavior of the IDE/coil combination transforms the customary Bode plot of total impedance versus frequency data from a broad, complex curve to a simple resonance peak which can serve as the basis for a sensor output signal. The exact frequency and amplitude of the impedance resonance peak are a function of both the fixed induction characteristics of the coil and the experiment-dependant capacitance of the modified IDE. Quantifiable changes in the impedance resonance peak have been correlated with experimental parameters such as the electrical characteristics of polymer coatings on the IDE array leads, exposure of the IDE to aqueous solutions of varying composition, and molecular mobility factors in curable polymer resins.     

遗传算法在两分频扬声器系统设计中的应用

文章论述了运用遗传算法优化设计两分频扬声器分频网络的方法。使用实测的扬声器阻抗、频响数据,模拟扬声器接入分频网络后扬声器系统的响应,并运用遗传算法对系统响应进行优化设计。文中给出的实例表明,设计结果和实测的曲线是一致的。     

吸声系数的传递函数法仿真计算

为得到吸声材料的吸声系数,提出了一种基于Virtual.Lab Acoustics平台的阻抗管模拟方法,建立阻抗管和试件的声学模型,提取声学计算得到的传声器测点处的复声压,然后基于传声器间距、传声器与试件距离,得到传声器测点位置的传递函数及吸声系数。将该方法的计算结果与文献值进行对比,验证了文中传递函数及吸声系数计算方法的正确性。通过仿真分析了阻抗管直径、传声器测点位置对计算吸声系数的影响,说明传声器测点位置可极大影响计算的吸声系数。对阻抗管内试件倾斜角度、试件厚度和试件后侧空气柱等对吸声系数的影响进行了定量计算。     

Amperometric gas sensor response times

This work examines the relative importance of diffusion and the electrical time constant of the working electrode on the response time of amperometric gas sensors. The response curve of an electrochemical carbon monoxide sensor to a 200 ppm CO test gas was measured as a function of the added resistance that is in series with the working electrode to increase the time constant. It has been found that the response time increases with additional resistance. The experimental behavior was compared to the values predicted on the basis of Fick's second law of diffusion and to the values expected on the basis of the electrical properties of the sensor. The behavior of the sensor was explained using an equivalent electrical circuit, describing the time constants of the working electrode. Values obtained from this model were further compared to experimental values obtained from electrochemical impedance spectra. It has been found that the response time of the sensors depends on both the rate of diffusion and the electrical time constants of the working electrode.     

Blind-deconvolution analysis of transient curves by the use of a convolved autoregressive model

A new method is proposed for analyzing a transient curve as a multiexponential decay convolved with an instrumental response function and for estimating the decay constants and amplitudes without knowledge of the response function. The method requires a single-exponential reference curve observed with the same response function as that for a sample curve, whereas its decay-constant and amplitude values are not necessary for the estimation. The sample and reference curves are analyzed with a convolved autoregressive model, which is based on a linear least-squares algorithm. This method has the advantage of a short computation time when compared with a conventional nonlinear least-squares fitting technique. Double-exponential curves are also acceptable as the reference, if two curves with different decay parameters can be provided for the analysis.