• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页>中文会议>其他>2008年全国声学学术会议
2008年全国声学学术会议

2008年全国声学学术会议

  • 召开年：2008
  • 召开地：上海
  • 出版时间： 2008-10-21

主办单位：中国声学学会

会议文集：2008年全国声学学术会议论文集

会议论文

热门论文

全部论文

全选（0）
  • 摘要：近年来，反射声波成像测井方法和仪器研制成为勘探地球物理界的新研究热点之一。国际上，Schlumberger公司继数年前研究的BARS(Borhole Acoustic Reflective Survery)仪器之后，2006年又推出了含有改进的反射声波成像功能的新仪器SonicScanner;Baker Hughse公司开发出了基于XMACⅡ仪器的反射声波成像处理软件。本文利用基于Radon变换的波场分离技术分离阵列声波测井声场分别得到直达波、反射斯斯通利波、上行反射波、下行反射波，为利用反射纵横波井眼周围地质构造成像奠定基础。
  • 摘要：在过去的几十年里，铁电薄膜在制备和理论研究方面取得了很大的发展，其研制成果在非挥发铁电存储、热释电红外探测、非线性光学等技术领域获得了广泛的应用。近年来在MEMS技术快速发展的需求牵引下，不断发展和完善高性能功能薄膜制备的基础性研究显得尤其重要。本文尝试采用球磨的PMN基电致伸缩材料超细粉体的方法来制作薄膜，通过添加适量的有机溶剂，利用旋涂法来沉积PMN基的电致伸缩薄膜。实验表明，这种制膜方案是有可能性的。
  • 摘要：声波在由海面、水体及海底组成的浅海波导中多通过海底-海面反射声路径向远程传播，海底的声学特性是影响声传播的重要因素。浅海海底多为分层结构，基底之上通常为一层厚度随距离变化的沉积层，因此研究海底沉积层的结构特点对声传播的影响显得很有必要。本文通过快速场(FFP)方法建立了典型浅海波导下的水声传播模型，分析了单频点声源在不同频率下海底沉积物厚度对声传播的影响。
  • 摘要：近场声全息是上世纪80年代由全息领域脱颖而出的新技术。NAH技术特别适用于低频场源特性的判别、散射体结构表而特性以及结构模态振动等研究，还用于源辐射功率和大型结构远场指向性的预报等。本文根据平面近场声全息的基本原理，论述了实验参数包括全息孔径大小、采样间隔和重构距离以及窗函数参数的设定要求，并通过仿真模拟验证了这些参数设定的正确性。并进行了实验验证，得到了很好的实验效果。
  • 摘要：基于匹配场(MF)处理的海底介质特性反演尽管在一定程度上有些不确定性，但是相对于费事费力的直接测量不失为一种有效的方法，因此匹配场海底反演一直是水声界活跃的课题。利用垂直阵接收到声场进行匹配反演海底介质声学特性不失为一种好的方法。声学所水声环境特性实验室2007年8月在朝连岛附近海域进行两个航次的水声实验，第一航次采用悬挂垂直阵接收爆炸声源信号，第二航次采用潜标垂直阵接收单频声源信号。rn 本文通过对两次实验的数据进行海底反演，将该海域看作半无限大海底，反演的海底参数取得较好的一致性。
  • 摘要：混响作为水声学中的基本物理现象，对它的研究由来已久。对主动声呐来说，在很多情况下，混响是主要的背景干扰，是它限制了声呐设备的作用距离。因此，研究混响的衰减规律及快速准确预报混响强度，这是水声学的重要课题。目前，用于计算浅海混响的方法主要有:射线简正波混响理论、PE方法及射线理论。本文在BDRM理论的基础上研究了浅海非相干混响模型，仿真计算了混响衰减随时间的变化，并比较分析了复本征值对浅海混响产生的影响。仿真结果表明:复本征值对浅海混响的影响不能忽略。
  • 摘要：近场声全息技术(NAH)是由全息领域脱颖而出的一项新技术，它被广泛应用于噪声源的识别、低频场源特性判别、结构振动等问题的研究。但基于傅立叶变换的NAH技术在进行离散傅氏变换及其逆变换时会产生窗效应、混叠和卷绕误差，通常解决方法是要求测量孔径的面积至少是声源面积的两倍，但对于面积较大的声源，要满足这样的测量孔径要求是极其费时和费力的，为了克服NAH技术对测量面积的严格要求，实现大面积声源的空间声场全息重建与预测，Hald等人提出了统计最优近场声全息技术(SONAH)。传统的SONAR技术都是基于声压测量进行重建和预测，但是近年来的研究表明，在近场声全息数据的测量中质点振速比声压更有优势。为此，本文将SONAR技术引入柱坐标系中，并从理论上推导了基于振速测量的柱面SONAR重建公式，并通过仿真验证该方法的正确性和可行性，为实际应用提供了理论依据。
  • 摘要：目标分类识别是现代声纳的基本功能之一。为了提高性能，声纳的目标识别系统要求具备高的性能和高的可靠。螺旋桨噪声是水面舰船、潜艇、鱼雷等水声目标的主要噪声源。由于螺旋桨空化噪声常常会产生幅度调制，通过解调处理计算出的调制谱中存在着许多离散线谱，其位置对应螺旋桨的轴频、叶频及其谐波。因而利用这些离散线谱估计螺旋桨的轴频和叶片数为被动声纳目标检测和分类识别提供了有力的工具。rn 传统的轴频提取方法是使用带通滤波器组首先对舰船噪声进行带通滤波，再选择调制性较强的带通信号对其进行分析和计算。这样的处理方法需要对信号有一个先验的判断，以确定滤波器组的参数，否则会在很大程度上影响到滤波的效果。然而这类先验的判断基本是来自于经验，在实际操作中则会带入误差。rn 经验模态分解(EMD)是由Huang等发展的一种新的数据分析方法，适用于分析非线性和非稳态信号。EMD可以将一个复杂信号在各个不同的时间尺度进行展开，得到多个反映信号结构特征的内察模式(IMF)，已经有研究说明了EMD起到了相当于滤波器组的作用。本文采用EMD对舰船噪声信号进行分解，选取调制性最强的IMF对其进行分析，将信号中的调制成分进行自适应的提取，得到了很好的效果。
  • 摘要：温跃层是物理海洋中的重要现象，对军事活动有很重要得影响。随着现代军事的发展，对海洋环境参数的实时性要求也越来越高，传统的利用器测温盐资料得到温跃层信息的时效性不高，利用声波多途结构的变化监测温跃层起伏的时效性高，但这种手段仅在单舰上完成声波收发较困难，目前在基于单舰反演方面，已有利用多波束系统声线传播尝试得到较为准确的声速剖面，本文在此基础上，进一步来探讨对典型温跃层特征参数的反演。
  • 摘要：在最小最大信号处理框架下发展起来的最小最大匹配场处理方法可以有效地降低环境不确实性带来的影响，这种方法不需要知道传播环境的精确信息，只需要知道传播环境的一个合理的不确实范围。在这个合理的范围内，使得在最坏情况下的误差性能最小，同时佑计不确实环境的概率质量。最大最小匹配场处理算法的提出和应用都基于使用垂直阵获得的声场数据，因为较大孔径的垂直阵是MFP最好的布阵形式。但这种布阵方式在工程应用上有一定困难。本文提出了一个方法，使得最小最大匹配场处理技术能够应用到具有垂直}9。孔径的二元阵数据上，实现匹配场被动定位。
  • 摘要：随着海洋开发步伐加快，对于水下传感器网络、水下监视系统、水声预警网络的需求越来越迫切，水声通信网络成了海洋监测领域内的研究热点。但是，由于水声信道非常有限的可用频带以及强多途、大起伏、高噪声、长传播时延等问题，大大地制约了水声通信网络的性能，如何设计出一种适合水声信道特点的多址接入协议直接影响着整个水声通信网络的性能。目前应用的最多的便是Aloha协议以及CSMA协议。本文应用OPNET网络仿真软件，仿真研究了海洋声环境下的Aloha以及CSMA/CD两种多址协议，并对其网络吞吐量、端到端时延、丢包率等性能进行了比较。
  • 摘要：舰船辐射噪声调制线谱特征是舰船噪声调制信息的频域反映，也是水声目标识别的主要特征之一，具有稳定性好、物理意义明确等优点。rn 调制线谱特征应用于螺旋桨转数提取及目标叶片数识别、类型识别的研究较为丰富，但对于舰船调制信息的重要参数——桨数识别问题的研究(尤其是单族线谱特征下的识别问题)是相对缺乏的。单桨调制线谱(表达式(4))蕴含的结构特性是螺旋桨叶片数识别的依据，而双桨调制线谱表达式ZD(f)中的Z12(j)项蕴含着与单桨舰船噪声调制线谱结构特性截然不同的结构信息，即蕴含着双桨信息，是桨数识别的依据。rn 在双桨调制线谱(表达式(3))中蕴含着桨数信息，也蕴含着叶片数识别信息，因此需要进一步将桨数识别和叶片数识别结合起来，以提高螺旋桨调制信息的的识别能力。
  • 摘要：声波以低于临界角入射海底界面的声透射一直是受到关注的研究问题。高声速海底，特别是沙质海底，如果按照液态海底模型处理，当入射声波以低于临界角入射到海底界面将发生全反射，这一结果与实验事实不符。海底表面不平整产生声散射是目前解释该现象的产生机理之一。本文对随机起伏海底界面下的声透射进行研究，通过平整海底界面下平均声场、随机起伏海底界面下散射声场和总声场的数值结果分析随机起伏海底界面对声透射的影响以及随机起伏海底界面的参数与散射场之间的关系。
  • 摘要：近年来，在声学领域，MEMS硅微传声器取得了迅猛的发展。在制作硅微传声器的传统工艺过程中，主要采用硅作为基底材料，同时应用氮化硅、多晶硅、二氧化硅等材料作为声学振动膜。随着在工艺方面的探索，高分子有机化合物也在MEMS工艺过程中得到了应用。本文将叙述聚酞亚胺硅微传声器制备过程并对传声器进行初步的性能测试和分析。
  • 摘要：调制气流声源是一种通过调制高速气流发声的大功率高压流体声源，其输出声压级高、声波信号易于控制、频率响应较宽。相关理论工作是1969年Mayer的严格理论和97年马大猷的近似理论，两者均基于一维准稳态假设。为获得解析解，理论忽略了一些重要物理特性，在工程预测中具有明显局限性，例如未考虑气路外形和高频与低速流动条件下预测结果的偏差等。 以声类比理论为基础的混合气动声学计算方法用于气流声源强声场预测是可行的。与一般气动声学问题不同，气流声源流动致声特点缩小了计算时的尺度差距，URANS解析流场可提供准确的源项，工程模拟无需借助计算量很高的LES。rn 通过对流场特性实验/模拟结果的分析，可以推测调制气流声源发声过程中，偶极子和四极子等效声源的贡献不可忽略。调制频率对声源内流场演化过程影响明显，高频调制下存在明显漩涡脱落，漩涡流动与压力扰动相互作用，形成额外发声机理。
  • 摘要：目前矢量水听器低频可以做到十几赫兹甚至几赫兹，但是还不能准确的对其灵敏度或指向特性进行测量。国内采用驻波场比较法校准矢量水听器下限可达20Hz左右。本文采用轴对称激发的薄板作为管端辐射器的辐射面，利用薄板弯曲振动原理设计驻波场激励源，从而大大提高了驻波管中100Hz以下声场信噪比，完成对矢量水听器低频下限频段上声学性能的准确测量。
  • 摘要：高指向性声频发射技术中，换能器的研制是一个非常重要的课题。传统的压电陶瓷换能器长时间工作不稳定，一致性差，是阻碍高指向性声频发射技术的主要障碍之一。PVDF压电薄膜超声换能器具有结构简单，电声转换效率高，功耗小，频带宽，工作稳定等优点，非常适合运用到高指向性声频发射领域。但是由于PVDF换能器的发射面为连续曲面，无法使用传统的阵列及活塞方法。计算其指向性图形。本文根据PVDF超声换能器的特性，对平行槽型换能器的连续发射曲面，使用正弦函数近似进行建模，有效的解决了超声场指向性的计算问题，并通过实验进行了验证。
  • 摘要：压电圆环在水声中广泛应用作为单模态发射，圆环换能器工作在一阶呼吸模态，表面振速是一致的，声场在水平方向是无指向性的。尽管水听器工作在共振频率以下，但水听器也是用这个模态。本文研究的是一种基于多模态的指向性圆环换能器，该换能器通过控制压电圆环换能器三个最基本的振动模态的组合产生指向性辐射，并可以拓宽频带。
  • 摘要：MEMS工艺提供了在微小硅片上加工含有复杂功能集成系统的能力，由于其体积小、成本低、产量高等优势，近年来MEMS微传感器得到了迅速的发展，并为后续集成化读出电路的设计提出了巨大挑战。本文系统地分析了制约电容式微麦克风高精度读出电路设计的主要因素，介绍了一种读出电路结构，并对其主要设计参数进行了分析对比。
  • 摘要：将超声用于人体塑形是上世纪九十年代发展起来的一项技术，最初作为脂肪吸除术的辅助处理手段，随着技术与经验的不断进步，逐渐发展成为非侵入式无创超声塑形技术。rn 高强聚焦超声应用于塑形是机械效应，热效应和空化效应的综合。首先生物组织受到超声波的机械作用后产生热量，当热量瞬间积累到一定程度，会产生空化效应。超声聚焦换能器是塑形应用的核心部件，它的声场分布情况直接关系到治疗的准确性和安全性。考虑到实际使用时成像系统的安装方便，本文主要研究了中心开孔凹球面状聚焦超声换能器的声压分布情况，并对它的焦区声压分布进行了实验测量。
  • 摘要：PMN-PT单晶材料是一种新型复合钙钛矿型晶体材料，具有高的压电与机电耦合系数(d33～2000pC/N，k33～9%)和大的应变量，已远远超出目前使用的压电陶瓷材料，有望大大提高压电器件在医学超声成像、声纳、无损检测、固态大位移量压电驱动器等的性能。本文用ANSYS软件仿真计算了PMIY-T单晶cymbal换能器电声性能，与相同尺寸和结构的PZT-5A压电陶瓷cymbal换能器进行比较分析。
  • 摘要：硅微压电传声器相对于电容传声器具有制备工艺简单，不需要复杂的气隙制备工艺;工作时，利用的是压电薄膜的压电效应，因此不需要偏置极化电压，这样大大方便了传感器和电路的集成;其频率动态范围要比电容式的宽;内阻低，若作为超声发射换能器具有较大的优势，另外，电容传声器存在灵敏度提高同时，动态响应范围会缩小的矛盾。本文利用溶胶-凝胶法制备了沿(100)方向择优的PZT薄膜，利用X射线衍射仪测试了其晶体结构;利用SEM分析了其微观结构;测试分析了其介电和铁电性能。
  • 摘要：深海海底矿产资源的勘探与开发、海洋生物研究以及深海警备等活动中，声纳系统担当重要的角色。作为声纳耳目的深海换能器设计是关键技术之一。工作在深海环境下的设备所要考虑的问题首先是设备能承受高静水压并且性能良好。通过对深水宽带半球型换能器的方案论证确定了充油压力平衡圆管换能器的技术方案，仿真计算后给出了换能器各部分的参数，并制作了换能器样品，测试结果表明换能器具有很宽的工作频带和半球型指向性，并且能承受70MPa以上的静水压力。
  • 摘要：TONPILZ换能器是一种典型的纵振形式的水声换能器，可以利用很多方法进行频带展宽，如利用复合棒换能器前盖板的纵弯耦合[1]、在前盖板上加匹配层[2]、多模态双激励[3][4]等多种方式。本文设计了一种新颖的展宽带宽的方法，在TONPILZ换能器的前盖板中间形成一个空气腔，类似于一个弯曲盘附加在前盖板上。
  • 摘要：Ⅳ型弯张换能器是一种经典的水声换能器。存在多种方法可以改善其宽带性能。如采用较薄的壳体，或使用刚度与密度都较小的轻质材料等。但这种单纯降低机械Q值的方法，其效果十分有限，且牺牲了发射响应。若想使带宽有更大的提高，必须在结构上有所突破。本文利用ANSYS软件分析设计了一种新型压电弯张换能器，通过采用新结构，运用多模祸合原理拓宽了工作频带。其发射电压响应达到137 dB，带内起伏不大于8d8情况下工作带宽为1。2-5。4kHz，超过两个倍频程，充分展示了该种换能器的宽带潜力。该换能器可密封于170x150x130(mm)的箱体中，兼具小尺寸的特点。
  • 摘要：各向异性地层井孔中的声场研究已成为一个重要课题。由于问题的复杂性，各向异性地层下的井孔声场往往不能严格求解，很多情况下不得已采用近似处理方法。如Ellefsen等和Sinha等采用摄动积分方法对井孔中的导波进行了深入的研究和讨论，研究了井孔导波的传播特性，这种方法只能对井孔导波进行研究。本文在TI介质对称尘轴与井轴平行的情况下对井中全波声场进行了摄动求解，得到了零级、一级和二级摄动解，这种情况下的声场具有严格解，我们采用摄动展开法对井孔内外声场进行摄动研究和分析，目的是想了解摄动展开法在声测井问题中究竟是否可靠。我们对摄动解进行数值计算并和严格解进行了对比和分析，发现在10%的摄动量范围内，摄动解具有较高的计算精度。
  • 摘要：自从980年Cargill和Rosencwaig等人分别基于压电光声显微镜技术的启发发明扫描电子声显微镜以来，由于它具有的高分辨率、能同时获得试样表面电子像和亚表面的声像以及试样制备简单等优点，已发展成为一种独特的材料表征和亚表面成像技术。本文对双层媒质温度场进行了计算，用特征函数展开法求解热传导方程。然后利用有限元方法对温度场进行了模拟，得到其分布及梯度分布。
  • 摘要：基于信号相位匹配原理的的奇异值分解高分辨方位估计算法(SVDSPM)用于低信噪比信号的方位估计时，其性能优于MUSIC算法，并且算法简单和计算速度快。本论文讨论了声信号的SVDSPM的定向定位试验研究，试验结果进一步验证了仿真计算结果。
  • 摘要：直到2000年，IEEE Journal of Oceanic Engineering的一个水声通信方面的专集，给出了关于水声通信距离与传输率乘积的一个公式，即:Range*Rate=0km*kbps，可以用这个公式来表征当前水声通信所达到的水平。现有的水声MODEM产品，这个乘积大概在0以内，表列举了款水声MODEM产品，其中美国Benthos公司水声MODEMATM875/87采用了多频移键控MFSK水声通信方法，为美国SEAWEB水下网络系统的产品。MFSK水声通信是一种非相干的通信方法，依靠检测谱线的能量进行信息判决，通过灵活地改变信息的时频图案，不仅可以获得丰富的通信参数，生成的MFSK信号还能适应不同信道的多径结构，应用于水声MODEM，是一种较好的水声通信方法，大里的试验解码结果表明，MFSK水声MODEM具有较好的通信性能，数据率较高时，可实现清晰的图像通信。
  • 摘要：时频分析方法近20年在信号处理领域获得广泛应用。998年美国科学家Norden.E.Huang等人提出了一种新的时频分析方法——希尔伯特-黄变换(HHT)，该方法可以用于分析非线性、非平稳信号。目前这一方法已得到许多应用，正吸引越来越多的人对其进行研究。本文首先假设一个自适应的低通滤波算子M来取代获得均值包络这个过程，进而推导出工MF的表达式;然后提出一种新的EMD迭代算法(LMCD)，该方法突破了原始上下包络求均值的限制，进而可以减弱樟式混叠。
  • 摘要：大气声波超视距传播指的是大气中声波的异常传播，即离声源较近的地方听不到声音而较远地方反而能听到声音的"违反常规"现象。Emden从理论上，在假设大气在某一高度上存在有一个逆温层后，解释了这种异常传播现象，认为是由平流层逆温和风结构所引起的声波折射。这种声波(由于衰减原因，主要是低频声波)的超视距传播无论在声达功能的扩展，还是在空间信息的传播上必然有着广阔的应用。rn 本文通过对武汉地区两个不同时间大气温度剖面、风剖面和射线轨迹图的分析，得出了温度和风场的改变对大气声波超视距传播的影响。有利于大气声波超视距传播的进一步研究。
  • 摘要：在某些主动声纳系统中，接收阵列只能是稀疏布置的，即相邻阵元间的距离大于所接收信号波长的一半。此时阵列波束中存在栅瓣，回波信号的波达方向估计存在模糊。在文献[1][2][3]的基础上，本文采用波形分集方法来消除稀疏阵波束中的栅瓣;这一方法还可以用于自适应波束形成，在消除栅瓣的同时，获得抑制其它方向强干扰的能力。
  • 摘要：水雷属水中安静型目标，只能采用主动声纳进行探测。由于水声信道恶劣，加上对回波机理研究的局限，水雷目标识别是水声工作者面临的难题，尤其是远距离识别，成像的条件已不具备，这时，回波识别成为唯一的方法。通过仿真信号说明了沁诬T方法与FDW7，方法能够分别凸现日标回波的几何分布和弹性成分。实测数据分析说明将两种方法进行特征融合相对于单一方法能够更完整展现目标亮点信息，识别率也有显著的提高。
  • 摘要：侧扫声纳主要用于测绘海底地貌，可探测海底礁石、沉船、管线、电缆及水下障碍物等，是现今海洋调查中广泛使用的工具。为了减小船舶运动以及跃变层对系统工作的影响，通常都采用拖曳式工作，即将换能器及相关电路安装在拖鱼内，拖鱼用电缆连接到工作船上。工作时，安装在拖鱼内的两排换能器阵以扇形波束向两侧发射单频或调频声脉冲，发射脉冲由近而远依次到达海底并有一部分能量被依次反向散射，声纳换能器接收这些散射回波并转换成电信号;经前置放大、预处理、信号处理后，接收的电信号在图形记录器或显示屏上显示出表征海底特性的二维地形图。侧扫声纳工作频率越高目标分辨越好，但作用距离越短;频率越低分辨越差，但扫幅越宽，双频工作侧扫声纳系统同时具有低频系统的远距离和高频系统的高精度两个优点。本文介绍一种频带在100kHz， 400kHz的双频工作侧扫声纳系统的前置预处理机设计。
  • 摘要：超声热疗是一种新型的无创肿瘤治疗技术。在高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，简称HIFU)作用下，可以使目标组织的温度在0。5-2秒时间内迅速升高0-30℃，当温度达到某个临界值并维持一段时间后，组织中的癌细胞产生不可逆变性(Irreversible Denaturation)，从而使癌细胞坏死，达到外科手术的效果。本文通过采用频域法求解KZK方程在非轴对称情况下的非线性声场，利用文献中的实验样本测量数据建立了相位干扰屏模型，将人体组织的衰减、吸收、散射等因素与对相位的扰动分开进行研究，主要讨论了组织非均匀性形成的相位千扰中相关长度、标准偏差对焦点处声压正压、负压的最大值及声强的影响。
  • 摘要：随着潜艇隐身技术的发展以及新的小型威胁目标的出现，例如水下爆破小组和武器化AUV等，在水下警戒中多置和多频带探测系统得到了重视。通常，多置系统意味着更高的检测性能、更好的定位精度和自身防护性能，因此较单置系统有更好的系统水下对抗潜力。本文讨论双置条件下运动目标的检测方法，双置系统模型由一个运动的声源和一个双置拖线阵系统组成。主动发射脉冲为单频一长脉冲，利用运动目标的多普勒偏移与静态混响进行区分。根据混响的方位一多普勒分布、混响展宽以及通带内噪声混响平均能量比构造检测统计量，并在仿真实验中对运动目标混响抑制性能进行了初步的检验。
  • 摘要：近年来，高可靠性、低误码率的水声通信技术研究已成为各国水声学者研究的热点。研究水声通信技术，实现水下信息可靠有效传输，构建水下预警网络和监测系统，对于海洋资源开发和国防军事保障都具有极其重要的意义。级联码由内编码和外编码构成，是一种由短码构造长码的一类特殊的、有效的方法。本文在浅海水声信道条件下，对级联码在通信系统中的性能进行仿真，较为全面的讨论了内、外码的主要参数对其总体性能的影响，最后给出浅海环境下级联码参数的合理设置。
  • 摘要：如何对水中目标进行精确的定位与跟踪是目前水声领域迫切需要解决的问题。作为目前声纳测向的主要手段，波束形成技术由于受到瑞利限的约束和对先验知识的依赖，无法分辨一个小角度扇面内存在的多个目标，除了会导致声纳漏警外，目标的定位精度也会受到影响。本文针对均匀线列阵，对基于盲分离技术的目标波达方向估计进行了研究，并提出了一种新的目标波达方向盲估计算法。
  • 摘要：数值求解是实际情况下水声传播计算的常用方法，常用的水声场数值计算模型主要有射线方法模型(如RAY、HARPO、TRIMAIN等)、简正波方法模型(COUPLE、KRAKEN等)、抛物方程方法模型(如FOR3D、MMPE等)以及一些混合型的模型(如耦合简正波-抛物方程方法模型)等几种。本文对两类水声传播问题给出了分布式并行化计算方法:以其中一类为例，给出了利用Visual C++ Window环境下具体的实现流程，并完成了相应的程序和软件方法和软种适用于普通PC搭建的网络环境，对水声学方面的研究会起到一定促进作用。
  • 摘要：我们知道，舰船螺旋桨噪声有宽带调制现象，调制周期对应于螺旋桨轴转动周期或螺旋桨叶片切割水的周期。这些调制信息的合理使用，可以较好地改善目标分类识别的泛化能力和宽容性。然而由于这些调制频率较低，而声纳基阵的孔径有限，因此这些频率分量很难直接从辐射噪声的功率谱中提取出来。包络谱信息是判断目标类型的主要依据之一，随着声纳逐渐向低频发展，低频线谱逐渐增多，其频率与包络调制分量中的线谱频率接近，通过分析两种提取包络的方法，平方律检波方法得到的包络分量中仍包含低频线谱的谐波成份，而使用非线性能量算子方法则可以完全抑制低频线谱的谐被分量，使得后续提取线谱序列或轴叶频的结果更加准确，从而提高目标判型的可靠性。
  • 摘要：近年来，很多人对信道肓辨识与均衡技术展开了研究。利用信道输出协方差矩阵的噪声子空间进行信道盲估计的方法具有很好的估计性能，但它需要两次进行特征值分解，计算量比较大。本文在一种水下通信多输入多输出(MIMO)系统模型的基础上，采用子空间跟踪技术把子空间方法改造为一个自适应算法，并利用幂法来加速参数估计的计算速度，最后利用仿真结果对本文的均衡算法进行了性能分析，得出了此方法在水声通信领域可行的结论。
  • 摘要：超声造影剂(UCA)如今被广泛的应用于超声医学诊断当中,用于增强血液与组织在超声检查时的对比度,以及用于超声靶向给药当中。造影剂微泡是一个由包膜层包裹的气泡,包膜层的引入有效的抑制了微泡的溶解并大大延长了其寿命。气泡动力学的应用在许多场合需要考虑较大振幅的振动。基于此，本文提出非线性Maxwell方程(UCM)描绘脂类包膜，该方程此前曾在自由气泡模型中被应用于描绘泡外液体。UCM模型与之前文献关注小振幅振动不同，适用于大振幅振动。
  • 摘要：随着现代科技的进步,人类对更加舒适的无噪音干扰的生活环境的期待也不断增大。在这种趋势下,机械构造体的振动和环境噪音问题成为一个亟待解决的技术课题。新型阻尼合金"M2052合金",在本身强度,减振效果等方面有诸多优点,因而广泛适用于精密机器,加工机械,汽车工业,造船,宇航等领域.对工业材料中声学参量的测量是一种衡量材料声学特性及一些其它用途的有效方法。本文采用超声频谱的实验方法对M2052的声学参量进行测量，并与传统的两种钢材料的声学特性进行比较。
  • 摘要：次声普遍存在于自然界中，例如地震、火山运动、海啸、台风都可以产生强次声，因此次声检测技术常常被用作预防和研究灾害性天气的手段，电容式次声传感器也是最主要的检测仪器。电容式次声传感器的一致性误差是一个关键的指标。由于次声波长很长，传感器头电容振动膜片的直径较大(大于1。5英寸)，很难通过镀膜技术制作大直径膜片。本文提出了一种消除电容式次声传感器一致性误差的改进方法。改进了次声传感器头电容结构，可以通过调节膜片张力以调节传感器灵敏度，并使用静电激励器检测法实现对张力的检测，使得多个传感器膜片具有相同张力以提高一致性。
  • 摘要：理论与实验表明，语音的产生过程含有非线性过程。语音LP模型的线性假设忽略了语音的非线性，预测误差较大。而非线性预测理论为语音预测提供了新的思路，目前已有很多非线性预测器都给出了优于LP的语音预测结果，如局部线性预测(Local Linear Prediction-LLP)、基于SVM、神经网络、Volterra多项式等的非线性预测方法，但巨大的计算量仍然阻碍这些算法在语音实时处理中的应用。语音LP残差是非线性的(81其维数低于原语音信号，对LP残差进行非线性预测，可进一步提高语音预测精度，而计算速度则快于对原始语音信号直接进行非线性预测。本文研究语音信号LP残差的线性局部预测，并对算法进行仿真分析。
  • 摘要：一维颗粒链中的孤立波最早由Nesterenko等大于1984年发现并研究[1]。颗粒间相互作用遵循赫兹定律(Hertz Law)，相互作用力可以孤立波形式在链中传播。这种孤立波具有强烈的非线性，与KdV孤子不同。Coste等人于1997年实验研究了该种孤波的传播速度与最大幅值及静态力之间的关系。本文基于Coste的实验条件，对该孤立波在颗粒链中的传播进行了数值模拟，为下一步具体的实验工作提供参考和准备。
  • 摘要：许多工业部件大都是圆柱状，通常表面还有保护膜，其材料性质十分重要。研究镀层圆柱特别是镀层材料的性质对许多应用如微电子、航空航天等有很重要的意义。rn 激光超声以其非接触、宽带及良好的空间分辨率性质成为一种先进的现代超声激发与检测手段。它可以在复杂形状表面激发超声波，可以用于恶劣环境(比如高温，毒气等等)检测，是传统换能器所不能实现的。为了对圆柱镀层参数进行无损评价，本文开展了相应的傲光超声实验检测和信号处理研究，利用相位谱方法处理镀层圆柱表面波信号，得到其频散曲线。以其作为目标函数并通过与理论频散比较，采用模拟退火法进行迭代反演，得到镀层的声学参量。
  • 摘要：层状介质层间及层内缺陷的检测在工业领域有广泛的应用。长途输油管线、套管井等是实际中最典型的例子。对输油管线、套管井的检测可以提前发现缺陷，避免可能发生的重大损失。本文利用有限元方法对脉冲声源在多层介质中激发的声场进行了数值仿真，得到了不同层间粘接状况的回波响应;与数值计算相对应，制作了层状模型，实验测试给出了与仿真相一致的结果。进一步通过超声G扫，成功获得了钢板下第二个界面的粘接缺陷图像。
  • 摘要：声子晶体是20世纪90年代提出的一种新概念、新声学功能材料，受到各国科研机构和学者的广泛关注。过去的近二十年中，有很多关于复合材料构成的声子晶体中弹性波的禁带结构理论研究，以及关于存在声禁带的实验研究。由于压电复合材料具有优良的机电耦合性和较小的声阻抗，弹性波在压电复合材料中传播特性的研究也日益受到关注。本文将运用虚平面波展开法来研究带衬底压电复合板中兰姆波的声禁带，以及影响声禁带的相关参量。
  • 摘要：有关电磁声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer-EMAT)性能分析的研究比较少，且主要集中于在电磁力表面力源条件下研究换能器的暂态辐射声场特性和等效电阻抗特性等两个方面。作为EMAT重要性能之一的响应特性研究更是少有报道。本文拟通过实验和信号处理，初步认识文献中所述的采用可变方波调制脉冲信号源激励的体横波EMAT，在非铁磁性介质(铝)上发射换能的响应特性，希望为EMAT的优化设计和具体应用提供参考。
  • 摘要：哈特曼谐振管(Hartmann Resonator Powered Resonance Tubes，文中简称PRT)是一种功率超声的常用装置，其吸引人的地方在于其本身没有运动的构件，却可以产生超过50dB声压级的强声，相应的频率范围可以达到3。2kHz。本文对谐振管进行了实验，得到以下结论:喷嘴总压和喷嘴出口与谐振管口的间距对谐振管共振频率的影响不大，真正影响其共振频率的是谐振管的深度；根据实验数据的分析结果，本文提出用谐振管深度增量αL对共振频率公式进行修正，并对实验数据进行处理，得到了α的取值范围。
  • 摘要：换能器接收电路的首要任务是将从换能器接收到的回波信号进行电压放大，提高换能器的负载能力，以利于后续的信号处理，如A/D转换和数字信号处理。新型MEMS换能器具有高阻抗、低电容和宽频带的特点。本文采用两级放大器来实现上述放大能力。rn 前置放大器的输入阻抗特性需与换能器输出特性严格匹配，因而放大倍数较小:次级放大器的主要作用是在前级的基础上进行更高倍数的放大。对于前置放大器，本文采用两种方案:一种由JFET构成自给偏置共源放大器，另一种采用ADI公司的低噪声集成运算放大器芯片ADA4841。前者放大器后加一级带通滤波器滤除杂波分量。两方案的次级放大均采用ADI公司的可变增益放大器芯片AD603。
  • 摘要：随着新型复合材料和胶粘剂的出现，粘接技术越来越广泛地应用于国防、航空、航天以及汽车等领域，其优点是可以使结构应力均匀分布、应力集中小等。传统的超声无损检测技术可以检测粘结面中的孔洞、裂缝以及脱胶等缺陷，但对于粘接接头的粘接强度、粘接力、粘结面的性能退化情况以及粘接接头的寿命预测等问题进行直接的、定量的评估和无损检测就无能为力了。本文将提出一个具有不同拉压性质的粘接界面模型，研究超声波在该界面层的传播规律。然后引入超声非线性系数，利用透射波波形来建立粘接界面力学性能退化与非线性系数间的关系。
  • 摘要：复合板材的应用日益广泛，对其疲劳损伤程度的准确评价显得尤为重要。复合材料疲劳损伤通常表现为等效弹性参数的改变，即:等效杨氏模量和等效剪切模量的变化。超声兰姆波作为一种有效的检测手段，已广泛用于固体板材的无损检测。鉴于超声兰姆波的频散方程与复合板材的弹性参数密切相关，研究当弹性参数发生变化时超声兰姆波的变化规律，将有助于选择适当的超声兰姆波模式以获取更高的检测灵敏度。本文以单向碳纤维厂环氧复合板材作为研究对象，分析了随弹性参数变化的超声兰姆波的相速度及板表面法向位移振幅的变化规律，并给出相应的结论。
  • 摘要：乳浊液中细微液滴的粒径和浓度检测(在线测试)，在化工，医药，食品等行业的过程控制和产品质量保证中具有极强的应用意义。但显微镜法、电感应法和光散射法因为测量范围或原理，不适合作高浓度在线测试。本文在以往研究工作基础上，从基本的超声ECAH(Epsteir，Carhart& Allegra，Hawley)模型出发，以亚微米级的药用脂肪乳颗粒为例，研究超声宽带衰减谱溯量高浓度多分散乳浊液的粒径分布问题。
  • 摘要：超声相控阵进行聚焦成像时，由于换能器阵工艺和硬件电路的限制，每个阵元通道之间存在不一致性，各通道的延时量、波形幅度和中心频率都有误差，会导致信噪比降低[1]。本文将通过数值模拟的方法，探讨相控阵各阵元通道的不一致性对聚焦效果的影响。
  • 摘要：油气长输管道具有管径大、运输距离长、输送压力高和运量大等特点。长输管道沿途一旦系统发生事故，不仅给管道系统本身造成严重后果，而且会给社会和环境带来严重后果。随着管线的增多，管龄的增长，由余管道腐蚀、自然灾害和人为损坏等因素使得管道安全问题变得日益严重。本文介绍的声音振动传感器是基于多模光纤模间干涉效应。首次将多模光纤的声音振动效应应用在管道安全预警中，传感结构简单，具有高的灵敏度，可以有效地探测外界扰动入侵，保证管道的安全、平稳运行。
  • 摘要：超声CT，就是依据声波在不同介质中传播速度的差异，将多条通过介质的声波射线走时提取出来，反演出介质的声波速度空间分布图像，来精确地描述目标体的集合形态和物理特征。相较与传统的检测中主要还是采用一对超声探头—发—收测量通过的超声波的声速和衰减的变化来评定混凝土中有无缺陷的方法。本文讨论了用弹性波超声CT技术对混凝土材料进行实验系统和成像算法，数值模拟结果表明可以用弹性波CI'成像技术来实现对混凝土材料的检测。进一步的实验验证工作正在进行中。
  • 摘要：石油储罐长年在自然环境和液位变化条件下运行，受到多种不利因素影响，不可避免地受到各种损伤。特别是环境中的化学腐蚀和电化学腐蚀所引起发的腐蚀穿孔、裂纹扩展以及破裂等，使介质泄漏，引起严重的灾害和环境污染，给国家财产造成巨大的损失。储罐罐底是储罐中最易出现腐蚀泄漏的部位，因此如何更好的诊断储罐罐底板的腐蚀泄漏情况对石油储罐的安全运行意义重大。本文分析了储罐罐底板容易发生腐蚀泄漏的原因。提出了基于声发射原理的储姚在线检侧方法:分析了声发射信号的形成原理，并将声发射原理应用于大型金属储罐底板在线检犯技术。
  • 摘要：具有一定厚度和宽度的压电层紧贴在半无界固体表面，如在压电层两面的电极加上激励电压，压电层将在压电层内及半无界固体中都激发出声场，传统做法是将压电区域内的应力假定为均匀分布[1]，在此条件下再求解半空间中的声场分布。但事实上，这种做法是不严格的，对于具有一定厚度和宽度的压电层，电激励下在其区域内产生的应力分布未必为均匀分布。本研究就是基于这个目的而开展的，通过严格的理论研究，发现压电层内应力分布不是均匀的，并且在此基础上提出了压电层等效边界条件的概念，大大简化了压电本构方程的复杂求解过程，只需要利用等效边界条件就可很方便地给出全空间的声场分布。
  • 摘要：声速是材料的重要物理参数，声速不仅与材料的粘塑性有关而且与材料的强度、弹性模量有关，因此准确测量材料声速非常重要。传统的声速测量方法有脉冲回波法。脉冲回波法是将超声波垂直入射到已知厚度的被测试样中，根据超声波脉冲回波的传播时间通过过零检测来计算声速。由于声波在换能器中的延迟，以及时间轴的刻度精度和脉冲前沿的读取精度的影响，这种方法的测量精度不高。本研究使用的脉冲回波谱分析法测声速技术，只需要发射一次脉冲超声波，通过对接收到的信号进行谱分析便能获得材料声速。特别是待测试样较薄或是噪声信号很大时，谱分析方法相对于传统的声速测量方法更具有优势。
  • 摘要：有些波导的特征函数是多值的复函数，黎曼面是分析多值复函数的有力工具，本文介绍几类波导问题的特征函数的黎曼面，有助于分析波导问题。
  • 摘要：信号恢复一直是阵列信号处理中的重点研究内容。近年来，盲波束形成(Blind Beamforming)因其良好的性能、广泛的应用前景引起了许多学者的关注，相继提出了多种不同的算法。本研究基于数据协方差矩阵的奇异值分解同样可得到信号子空间的原理，提出了一种改进的盲波束形成方法，并将其推广应用于宽带信号，实验表明所提方法比宽带MVDR方法得到了更好的信号恢复。
  • 摘要：水声目标识别常用的方法是对跟踪波束信号进行LOFAR分析和DEMON谱分析[]提取目标时频特征，与预先对目标样本分析所得的特征库进行匹配，以及根据一定的统计特征进行分类。然而，由于受到海洋信道、阵列波束形成等多种因素的影响，跟踪波束信号往往并不是目标真实信号的反映。本文分析了波束形成对跟踪波束信号功率谱影响的根源，通过建模对线列阵阵形扰动带来的影响进行了校正。
  • 摘要：在水声被动定位及信号截获侦察等应用中，经常需要精确估计被动接收的不同阵元信号间的相对时延。时延估计的基本方法是互相关法及在此基础上产生的广义互相关法，对于宽带接收信号可以采用这类方法。针对上述问题，本文采用了另外一种处理思路，分两步实现单频脉冲信号的高精度时延估计:首先通过包络互相关法进行时延粗测，减小相关函数的多值性干扰，然后通过互谱法进行时延精测，进一步提高时延估计精度。本文对上述算法的原理进行了介绍，并通过一组消声水池实验数据对该方法的性能进行了验证。
  • 摘要：图示均衡器(Graphic Equalizer，GEQ)是声频系统中用于均衡幅频特性的声频信号处理设备，其原理是将20～20000Hz的全频带声频信号分成多个频段，各频段可独立提升或衰减。传统的图示均衡器一般采用有反馈的结构实现滤波，难以做到线性相位，幅频响应也不理想，即使各频段取相同的增益值(0dB除外)幅频响应也有波纹，且波纹大小随增益改变而改变。本文提出一种基于低阶FIR滤波的数字图示均衡器的设计方法，可使运算量大大降低。
  • 摘要：超声相控阵换能器由多个独立的晶片组成，通过精确控制换能器阵元间的脉冲发射延迟时间可以产生各种角度、不同焦距和焦斑尺寸的声束，从而实现对声场的控制。相对于单阵元换能器，相控阵换能器的焦点可调，成像分辨率有了很大的提高，使用时不需要机械的旋转，所以已经越来越广泛地应用于医学超声、无损检测等方面。本文中所研究的一维柱状超声相控阵换能器探头的主要应用背景为石油井下勘探。由于超声相控阵技术目前还没有真正应用于井下实际勘探中，其探头设计无任何资料可以借鉴，详细分析探头设计参数对声场特性的影响对于优化设计并研制出高性能的井下勘探换能器是十分有必要的。本研究中应用了空间脉冲响应方法对不同参数下换能器的脉冲声场进行了深入细致的分析，为换能器的优化设计及研制提供了合适的参考。
  • 摘要：超声相控阵技术在各领域取得了越来越多的应用，推动了超声检测技术的发展。在石油测井中，井壁扫描与成像是一个重要课题，由于井下环境恶劣，相控阵检测技术还没有真正应用到石油测井中去，目前只有少量的理论和实验研究报道。随着科学技术的快速发展，相控阵作为一种快速有效的检测技术必将在井下取得成功的应用。本文提出了一种用于井壁扫描的柱形相控阵列换能器，并通过实验测量研究了超声相控阵技术在井壁扫描成像上的独特优势。
  • 摘要：伴随着海洋开发活动的日益增多和国际上军事作战的实际需要，水下通信越来越受到人们的重视，对通信的传输速率也提出了更高的要求。水声是迄今为止唯一可以进行水下远距离信息传输的有效载体。而声信号本身的特点也决定了水下通信的传输速率较低。如何在随机时变的多径水声信道中，到达高速可靠的通信一直是近年来研究的热点。本文研究把。FDM技术运用到水下通信以提高通信速率，并结合Dsss技术提高通信的可靠性。
  • 摘要：复杂时变的多径效应在信号接收端造成的码间干扰，是水声相干高速通信面临的一个主要问题，信道均衡就是为了减小或抵消码间干扰而发展起来的一种技术。研究表明，分数间隔采样的判决反馈均衡器具有收敛速度快、计算复杂度低等特点，可以很好的应用在水声相干高速通信接收机中。本文在计算机模拟的基础上分析了几种混合型自适应算法在1/2分数间隔采样的判决反馈均衡器中的性能，指出前馈滤波器使用RLS算法、反馈滤波器使用其它如FOLMS或者快速卡尔曼算法的混合算法可以在较低计算复杂度的情况下保持与传统RLS算法同样的收敛速度，并通过海洋试验进行了验证。
  • 摘要：海底回波是利用声相关方法进行测速研究的主要对象之一，海底的复杂性使得不同底质下的回波空间相关函数呈现不同的特征，本文探讨海底表面不平整性对海底回波空间相关函数的影响。
  • 摘要：由于技术和价格等原因，目前我国北方地区的供暖大多采用按月计费，这样不尽合理，也容易造成很大的能源浪费。有的地区即使计量，采用的绝大多数也为国产的机械式或电磁式热能表。机械式热能表存在量程窄、启动流量大、冷热水流量系数有差异、且随着使用时间的增加精度降低等问题。 本文主要介绍了小口径超声波热能表的原理及前期标定结果。实验结果表明，超声波热能表的流量测量精度、稳定性均较好，达到了预期的目标，以后将进一步用高精度的流量标定设备及热量标定设备进行标定。超声波热能表的研制有很广泛的应用前景。
  • 摘要：近年来，超声联合微泡造影剂在治疗癌症、血栓，增强基因转染率等方面展现出诱人的前景。因此，开展微泡的动力学特性以及作用机理的研究意义重大。1986年，J.R.Blake等用边界积分法数值分析了空化微泡的形变。997年,W.Lauterborn等又在实验上拍摄到空化时形成的微射流。本文由简单振子模型及伯努利方程，利用镜像法推导出描述不可压缩理想流体中无限大刚性平面附近微泡运动特性的类RP方程并对其进行数值求解，模拟了微泡压缩至极小半径前形状的剖面，讨论了激励声频、激励声压、泡心与边界距离、及微泡初始半径对微泡运动的影响以及微射流产生的原因。
  • 摘要：SH板波由满足边界条件且质点振动方向平行于固体板表面的两个体切变(横)波耦合而成。尽管在无限大固体介质中单个体切变波的二次谐波(体纵波)不具有空间积累增长性质，若板内两个体切变波的传播方向(或SH板波的相速度)满足一定条件，SH板波可具有强烈的非线性效应，表现为其二次谐波的振幅随传播距离积累增长。本研究建立了非线性SH板波的实验测量系统，在一定条件下实验观察到了SH板波的显著的二次谐波信号。改变发射与接收换能器之间的正对距离，在远场条件下分别测量了不同传播距离所对应的二次谐波幅频曲线;分析了二次谐波的振幅随传播距离的变化关系，所得结果证明了在一定条件下，SH板波的二次谐波振幅可随传播距离积累增长，即SH板波在传播过程中可具有强烈的非线性效应。
  • 摘要：语言声学是用声学方法研究语言的产生、传递、感知和处理的一门科学。随着计算机、人工智能、数字信号处理等技术的飞速发展,与语言声学相关的语音分析、处理、应用技术也在不断进步。语言是人类最自然的交流方式,而以语音、语言为主体的人机交互技术也将随着人们对生活水平和质量要求的不断提高而受到人们的日益重视。本文将力图对这个领域特别是其最新进展作一个综述，着重于语音的产生和信号的描述，以及如何建立数学模型来模拟人“听懂”语音的全过程等方面。
  • 摘要：强声波在空气中传播，会产生非线性效应，并且这种效应会随着传播距离的增加而积累。由于强声波在介质中的传播问题的复杂性，通常都是无法得到解析解，需要用近似的手段来求解，这就使得数值模拟成为研究非线性声波传播的有效手段。根据声扰动的特点，本文采用时域有限差分法(FDTD)对空气介质中强声波的非线性传播进行了研究。

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有 出版物经营许可证

  • 客服微信

  • 服务号