利用声压幅值相关性识别声源特性研究 被引量：1

1

作者 潘邦雄 罗瀚波 +1 位作者 赵秀亮 赵晓丹 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2022年第5期116-122,共7页

基于相位信息识别声源的传统方法在测量声信号前需要进行严格的相位匹配,对测量设备要求较高。通过对延时求和波束形成算法作形式上的转化,说明其运算机制是利用声压信号相位进行相关诊断,进一步研究提出利用声信号幅值识别声源的方法... 基于相位信息识别声源的传统方法在测量声信号前需要进行严格的相位匹配,对测量设备要求较高。通过对延时求和波束形成算法作形式上的转化,说明其运算机制是利用声压信号相位进行相关诊断,进一步研究提出利用声信号幅值识别声源的方法。将传声器阵列测得的声压幅值组成声压幅值向量,与虚拟点声源声压幅值向量做内积,搜索内积模的最大值,根据柯西-施瓦兹不等式定理确定声源位置。建立相应的识别步骤,对球面波声源进行仿真识别,并比较本方法与波束形成方法的识别特性的差异,且进行相应的实验验证。结果表明,本方法能有效识别出简谐波声源,且拥有良好的抗噪能力,可消除波束形成法识别高频声源时出现的“鬼影”现象;当传声器阵列存在误差时,比波束形成法有更准确的识别结果。 展开更多

关键词 声学 声源定位 波束形成 声压幅值 内积

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超声驻波场中狭窄通道内游离油滴破碎数值模拟

2

作者 赵芳 王瑶 程道来 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期928-935,共8页

为探讨超声驻波作用下狭窄通道内游离油滴的变形及运动状态,基于压力声学与水平集两相流耦合物理场建立油滴变形破碎过程的数学模型,利用COMSOL Multiphysics模拟研究驻波声场中不同位置处游离油滴的变形破碎过程,进而讨论声压幅值、频... 为探讨超声驻波作用下狭窄通道内游离油滴的变形及运动状态,基于压力声学与水平集两相流耦合物理场建立油滴变形破碎过程的数学模型,利用COMSOL Multiphysics模拟研究驻波声场中不同位置处游离油滴的变形破碎过程,进而讨论声压幅值、频率对油滴破碎行为的影响。结果显示:相较位于波节及波腹处的单个油滴,处于波节和波腹中间位置(y=27 mm)的油滴破碎速度最快,10 ms时已破碎形成多个微小油滴,且破碎所需的临界声压最小(0.9 MPa),同时油滴破碎速度会随着入射波声压幅值的增大而增大。通道内有沙粒影响时,沙粒会对声波产生不规则反射,形成声能量耗散衰减,且波节位置发生偏移,油滴总体破碎速度减慢。此外,超声频率增大会使驻波节点增多,同时超声衰减增大,不利于油滴的破碎。 展开更多

关键词 环境工程学 超声驻波 数值模拟 油滴 声压幅值 频率

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热声制冷机谐振管形状对管内声场分布的影响 被引量：4

3

作者 汪建新 尹潇靓 +1 位作者 唐岳 刘曜宁 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第2期191-194,共4页

热声制冷机中谐振管截面的几何尺寸是比较重要的参数,因此通过建立各截面形状谐振管内三维声场模型,分析不同形状谐振管内声场的声压分布,对于提高热声制冷机的性能具有重要意义。利用声学有限元分析软件ACTRAN(学生版)与Ansys Workben... 热声制冷机中谐振管截面的几何尺寸是比较重要的参数,因此通过建立各截面形状谐振管内三维声场模型,分析不同形状谐振管内声场的声压分布,对于提高热声制冷机的性能具有重要意义。利用声学有限元分析软件ACTRAN(学生版)与Ansys Workbench,分别对长度相同的圆柱形、圆锥形、渐缩变截面管、凹曲线回转体以及凸曲线回转体内声场进行分析。比较当入口口径与出口口径比例相同情况下,截面曲线变化对谐振管的活塞振动模态频率、声压幅值产生的影响,以达到实现提高活塞振动频率和声压幅值最大化的目的。结果表明:对于热声制冷机结构微型化的需求,在相同激励条件下采用圆锥形谐振管,活塞振动模态幅值最大,同时能产生较高声强。 展开更多

关键词 谐振管形状 声场分布 声压幅值 有限元分析

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超高频热声制冷机谐振腔内声场分析 被引量：4

4

作者 汪建新 王晓莲 +1 位作者 李东 李萌 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期38-41,47,共5页

基于超高频范围内辐射板活塞振动的近场特性,从理论上分析了超微型热声制冷机谐振腔内声压在辐射板活塞振动近场的分布规律。并且应用有限元声学分析软件ATILA对热声制冷机谐振腔内声场分布进行数值模拟。由理论和仿真可知,在超高频率... 基于超高频范围内辐射板活塞振动的近场特性,从理论上分析了超微型热声制冷机谐振腔内声压在辐射板活塞振动近场的分布规律。并且应用有限元声学分析软件ATILA对热声制冷机谐振腔内声场分布进行数值模拟。由理论和仿真可知,在超高频率范围内辐射板活塞振动近场内的声压幅值出现“明区”和“暗区”交替分布声压,呈现活塞振型,有效的抑制了超高频情况下高次谐波的产生,保持了声波的单色性,有利于热声效应的产生。 展开更多

关键词 超高频 近场特性 声压幅值 活塞振型 热声制冷

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磁致伸缩换能器辐射板形状对声场分布的影响 被引量：1

5

作者 汪建新 丁艳春 +1 位作者 谭洪武 刘曜宁 《应用声学》 CSCD 北大核心 2016年第4期357-363,共7页

磁致伸缩换能器可作为热声制冷机的声源装置,辐射板的形状直接影响声压输出效率,从而影响制冷效果。为提高换能器工作效率、减小换能器体积,辐射板需在Terfenol-D棒的激励下产生大振幅、高频率的活塞振型。针对这一问题,应用ATILA软件... 磁致伸缩换能器可作为热声制冷机的声源装置,辐射板的形状直接影响声压输出效率,从而影响制冷效果。为提高换能器工作效率、减小换能器体积,辐射板需在Terfenol-D棒的激励下产生大振幅、高频率的活塞振型。针对这一问题,应用ATILA软件分析了磁致伸缩换能器辐射板形状对谐振腔振动幅频特性的影响以及对谐振腔内声场分布的影响。结果表明:相同激励条件下,凹球面辐射板出现活塞振型时振幅最大,对应谐振腔中声压幅值最高;谐振腔端面形状为凹球面时,具有聚焦声压幅值的作用;端面形状为凹发射端-凸反射端组合的谐振腔内声压幅值最高。以上结论为合理设计辐射板、谐振腔两端面组合形状提供了参考。 展开更多

关键词 换能器 辐射板形状 振幅 声压幅值 有限元分析 谐振腔端面组合形状

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基于ANSYS的热声制冷机谐振管内声场仿真分析 被引量：3

6

作者 汪建新 尹潇靓 +1 位作者 唐岳 刘曜宁 《制造业自动化》 2015年第18期76-79,共4页

利用有限元数值模拟分析方法,分别对长度相同的圆柱形、圆锥形、渐缩变截面管、凹曲线回转体以及凸曲线回转体内声场进行分析。结果表明:对于热声制冷机结构微型化的需求,在相同激励条件下采用圆锥形谐振管,活塞振动模态幅值最大,同时... 利用有限元数值模拟分析方法,分别对长度相同的圆柱形、圆锥形、渐缩变截面管、凹曲线回转体以及凸曲线回转体内声场进行分析。结果表明:对于热声制冷机结构微型化的需求,在相同激励条件下采用圆锥形谐振管,活塞振动模态幅值最大,同时在小端能产生较高声强。 展开更多

关键词 热声制冷机 声场分布 声压幅值 有限元分析 谐振管形状

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矩形声化学反应器声场分布纵向共振研究 被引量：1

7

作者 李娟 张明铎 +1 位作者 马奭文 王鲜艳 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期33-36,共4页

研究了矩形声化学反应器中声压发生纵向共振的条件.从基本的三维波动方程出发,通过计算得出纵向声压分布公式;利用Matlab仿真了纵向声压分布情况.结果表明:总声压幅值分布由简正声波和高次同相振动叠加而成.当液体深度取1/4波长的奇数倍... 研究了矩形声化学反应器中声压发生纵向共振的条件.从基本的三维波动方程出发,通过计算得出纵向声压分布公式;利用Matlab仿真了纵向声压分布情况.结果表明:总声压幅值分布由简正声波和高次同相振动叠加而成.当液体深度取1/4波长的奇数倍时,高次同相振动对总声压幅值的影响可以忽略,总声压是各简正声波的叠加;满足4种条件时,声场分布发生纵向共振,类似单一平面波形成的驻波. 展开更多

关键词 声化学反应器 声压幅值 纵向共振

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超临界流体中声空化泡的特性研究 被引量：1

8

作者 卢义刚 蔡苗 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期142-146,共5页

根据物质的临界点物性参数,提出了在超临界流体中人为植入空化核的原则和方法.从超临界流体静压力高、表面张力小、空化泡内无蒸汽等物性特点出发,根据瑞利模型分析导出了超临界流体的空化阈值.考虑超临界流体具有很强的可压缩性,结合... 根据物质的临界点物性参数,提出了在超临界流体中人为植入空化核的原则和方法.从超临界流体静压力高、表面张力小、空化泡内无蒸汽等物性特点出发,根据瑞利模型分析导出了超临界流体的空化阈值.考虑超临界流体具有很强的可压缩性,结合其物性特点,给出了能够用于超临界流体空化计算分析的简化Gilmore方程.根据美国国家标准局提供的超临界二氧化碳流体的物性数据,拟合出密度-压力关系式及声速-压力关系式,并用于Gilmore方程的计算.计算分析了超临界二氧化碳流体中空化泡的初始半径、流体温度、声压幅值、声波频率等因素对空化过程的影响.研究表明:超临界流体的空化阈值与其静压力相当;超声波声压幅值超过超临界流体的空化阈值后,气泡在超声波作用下的运动特征与在水等常规液体中的空化泡运动特征相同. 展开更多

关键词 超声空化 空化气泡 空化阈值 声压幅值 超临界流体 Gilmore方程

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换能器辐射板材料对辐射声场分布的影响 被引量：1

9

作者 于文鑫 郑凯 +2 位作者 王丽慧 刘海波 汪建新 《吉林化工学院学报》 CAS 2018年第9期36-40,共5页

辐射板是换能器的声源输出装置,在安装空间限制声源尺寸的情况下,增加辐射板振动幅度成为研究的重点.本文仅考虑材料对辐射板振动幅度的影响情况,并进行了有限元软件WORKBENCH和ATILA软件分析了磁致伸缩换能器辐射板材料对振动幅频特性... 辐射板是换能器的声源输出装置,在安装空间限制声源尺寸的情况下,增加辐射板振动幅度成为研究的重点.本文仅考虑材料对辐射板振动幅度的影响情况,并进行了有限元软件WORKBENCH和ATILA软件分析了磁致伸缩换能器辐射板材料对振动幅频特性的影响以及对谐振腔内声场分布的影响.结果表明,相同激励与边界条件下,铝材料辐射板出现活塞振型时频率最高,输出位移最大,是其他材料辐射板输出位移的4.48~24.8倍;加入谐振腔体后,铝辐射板对应谐振腔内声压幅值最大,是其他材料对应辐射板辐射声压幅值的1.2~2.4倍.以上结论为频微型换能器辐射板的设计工作提供了有力依据. 展开更多

关键词 换能器 辐射板材料 振动位移 频率 声压幅值 有限元分析

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双侧激励源对热声制冷谐振腔内声场分布的影响 被引量：1

10

作者 于文鑫 丁艳春 汪建新 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第20期134-138,共5页

超声磁致伸缩换能器作为热声制冷机的激励元件,其输出声场强度直接影响热声制冷的效率。为提高谐振腔内直观的声压幅值,在单侧磁致伸缩换能器激励的基础上,集合声波相干理论,应用有限元软件ATILA模拟了双侧激励情况下,不同长度谐振腔与... 超声磁致伸缩换能器作为热声制冷机的激励元件,其输出声场强度直接影响热声制冷的效率。为提高谐振腔内直观的声压幅值,在单侧磁致伸缩换能器激励的基础上,集合声波相干理论,应用有限元软件ATILA模拟了双侧激励情况下,不同长度谐振腔与激励相位的匹配关系对谐振腔内声压幅值的影响,并与单侧激励谐振腔内声压幅值做比较。研究结果表明:相同激励力情况下,双侧激励(170 mm受同相激励,340 mm受反相激励)谐振腔内产生的平面驻波声场更加稳定、单色性好、声压幅值是单侧激励的1.78(半波长谐振腔)/1.81倍(一个波长谐振腔),均接近于2倍关系。以上研究成果对双侧激励源的相位与谐振腔长度的匹配工作提供了实验依据。 展开更多

关键词 双侧激励 谐振腔 振幅 声压幅值 有限元分析

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提高热声制冷机制冷效果的研究 被引量：2

11

作者 汪建新 李东 +1 位作者 赵宏愿 阚小美 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第6期41-44,共4页

基于热声效应理论,分析了热声制冷机谐振腔内声压幅值对热声效应的影响。用有限元法对热声制冷机实验装置谐振腔内气柱活塞的振动特性进行了分析。用实验方法研究了激励频率一定时,声强对制冷效果的影响。研究结果表明:谐振腔内声强越高... 基于热声效应理论,分析了热声制冷机谐振腔内声压幅值对热声效应的影响。用有限元法对热声制冷机实验装置谐振腔内气柱活塞的振动特性进行了分析。用实验方法研究了激励频率一定时,声强对制冷效果的影响。研究结果表明:谐振腔内声强越高,热声制冷机制冷效果越好。 展开更多

关键词 热声效应 固有频率 声压幅值 共振 板叠温差

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椭圆模型模拟声带振动的远场指向性

12

作者 曹辉 魏静 赵海君 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期223-228,共6页

针对声带振动产生的声场的空间分布问题,根据声带的生理结构、振动特性及声学基本理论知识,提出用椭圆振动模型来模拟声带的振动,采用点源组合的方法计算了正常声带模型振动时产生的远声场的指向性。运用Matlab对声带模型的声场指向性... 针对声带振动产生的声场的空间分布问题,根据声带的生理结构、振动特性及声学基本理论知识,提出用椭圆振动模型来模拟声带的振动,采用点源组合的方法计算了正常声带模型振动时产生的远声场的指向性。运用Matlab对声带模型的声场指向性进行了模拟仿真与分析,讨论了声带振动频率对声带模型产生的指向性的影响以及振动的点源数对声压幅值的影响;并模拟出当声带发生病变时,会影响声带模型的声压幅值,进一步又探讨了声带模型空隙尺寸发生变化时声场指向性的变化规律。结果表明,与正常声带模型相比,病变声带模型已不再有原来的规律,从而为声带的进一步研究及临床治疗提供了理论基础。 展开更多

关键词 声带 远声场指向性 声压幅值

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超声对软物质液滴作用的动力学研究

13

作者 李晓蒙 王公正 +2 位作者 莫润阳 张礼松 胡静 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期42-47,共6页

用空化泡运动的研究方法推导出超声作用下软物质液滴在与之不相混溶液体中半径变化的运动方程,通过数值模拟探讨了超声频率、声压幅值、初始半径和界面张力系数对液滴半径变化的影响。结果发现:频率越低、声压幅值越大,液滴运动越剧烈;... 用空化泡运动的研究方法推导出超声作用下软物质液滴在与之不相混溶液体中半径变化的运动方程,通过数值模拟探讨了超声频率、声压幅值、初始半径和界面张力系数对液滴半径变化的影响。结果发现:频率越低、声压幅值越大,液滴运动越剧烈;声压幅值小于静压时液滴只在初始半径附近做微小的稳定振动;液滴初始半径越小,液滴运动越剧烈,但初始半径大小不影响液滴最终所能达到的大小;界面张力系数的大小对超声场中液滴半径变化影响不大。 展开更多

关键词 界面张力 液滴半径 声压幅值 超声频率

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辐射板对磁致伸缩换能器输出特性的影响 被引量：1

14

作者 汪建新 丁艳春 刘曜宁 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第12期50-54,共5页

辐射板作为磁致伸缩换能器的最终输出元件,它所选用的材料、尺寸、形状将直接影响换能器的工作特性。本文在换能器工作原理的基础上,通过有限元软件ATILA模拟仿真在相同激励力、边界条件下,不同材料、尺寸、形状的辐射板对磁致伸缩换能... 辐射板作为磁致伸缩换能器的最终输出元件,它所选用的材料、尺寸、形状将直接影响换能器的工作特性。本文在换能器工作原理的基础上,通过有限元软件ATILA模拟仿真在相同激励力、边界条件下,不同材料、尺寸、形状的辐射板对磁致伸缩换能器输出特性(频率、振动幅值、声压幅值)的影响。结果表明:硬铝材料辐射板出现活塞振型时振幅最大;增加辐射板直径D可有效增加辐射板振动幅值,同时增加辐射板辐射声压值,增加辐射板厚度H可有效增加辐射板出现活塞振型的频率值;凹球面辐射板出现活塞振型时振幅最大,对应谐振腔中声压幅值最高。以上分析结果为合理设计辐射板结构提供了参考。 展开更多

关键词 换能器 辐射板 振幅 声压幅值 单色性 有限元分析

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基于波动理论的聚波器几何参数设计

15

作者 段剑 汤振鹤 +3 位作者 孙良文 刘泽军 王兆旭 王浩全 《测试技术学报》 2021年第4期300-304,共5页

在管道内外压差一定的情况下,气体通过管道泄漏孔发出一定频率的超声波,超声信号随着距离的增加声压幅值衰减严重,为了解决这一问题,可以通过在接收传感器前增加聚波器的办法来实现.根据传播声场的特性,设计结构合理的聚波器,能够有效... 在管道内外压差一定的情况下,气体通过管道泄漏孔发出一定频率的超声波,超声信号随着距离的增加声压幅值衰减严重,为了解决这一问题,可以通过在接收传感器前增加聚波器的办法来实现.根据传播声场的特性,设计结构合理的聚波器,能够有效地增强接收信号的强度.本文以超声波在介质中传播的波动方程为理论基础,对聚波器的形状、长度、截面积等参数进行了研究.通过设置不同边界条件,对聚波器内声压幅值的变化情况进行仿真分析,进而确定聚波器最佳的长度、锥度等参数.利用COMSOL软件进行了声学仿真实验,结果表明:锥形聚波器和指数形聚波器均具有增强声压幅值的功能,并且长度为12 cm,锥度为10°的锥形聚波器对声压振幅影响最大. 展开更多

关键词 波动方程 聚波器 几何参数 声压幅值 超声波

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