声场模拟试验与分析技术研究第一章前言
声学工程是一门独特的学科，它涉及到声音的各种性质和现象，以及与之相关的各种技术和应用。声学工程中的一个关键领域是
声场模拟试验与分析技术，这个领域的研究和应用广泛应用于机械、冶金、核能、飞行器、汽车、民用建筑、工业设备等领域。
声场模拟试验与分析技术是声学工程中重要的技术。它主要通
过利用相关的软硬件设备，模拟和分析预期声学环境下的声场声
学参数。目前，随着声学领域技术的发展和应用精度的提高，越
来越多的声场模拟试验与分析技术被开发和应用到各个领域。
本文主要介绍声场模拟试验与分析技术的原理、方法和应用，
以评估其对各行业的影响和重要性。
第二章声场模拟试验技术
2.1 声场模拟方法
声场模拟是指利用相关的软硬件模拟特定的声学环境。最常见
的方法是通过计算机模拟技术来实现的。
在声场模拟试验中，我们首先需要确定模拟环境的声学环境，
包括声源、响应器（即空间中的物体）等。然后，我们构建模拟
环境和条件，并采用数值方法（计算机模拟、多孔介质模型等）
分析模拟环境的声学参数，例如声压、声场强度、声能等，以便
更准确地理解环境中的声学性能和特性。
2.2 声场模拟设备
声场模拟设备通常由声学发生器和响应器（测试空间）等部分
组成。其中，声学发生器是用来产生声波（或其他类型的激波）
的装置，而响应器则指声音波产生后所传播的介质，又称为测试
空间。
在声场模拟中，还需要有富有规律、精准检测和测量的设备，
如微机测量系统、声压测量系统、频谱测量器和多通道测量器等。这些设备为声学数据的收集和处理提供了重要的支持，以提高精
度和可重复性。
第三章声场分析技术
3.1 声场分析方法
声场分析是指对模拟的声场条件、环境、以及声成像进行详细
的分析。最常用的方法是通过数学分析和计算机模拟来实现。
在声场分析过程中，我们首先需要将模拟的声压和响应器形状
传入计算机程序，以便进行分析。然后我们需要采用数学方法，
通过分析当前声学环境下的声波调制和暂态响应情况，对声音的
声压、振速、功率等参数进行测量和计算。分析得到的声学数据
可以进一步用于评估模拟环境的声音表现和性能。
3.2 声场分析设备
声场分析设备通常由各种软硬件组成，包括声学频谱分析器、
精确测量器、声阻抗测试器等。这些设备通过分析频率响应曲线、相位响应图以及信号衰减和传播损失等数据来提升声学数据的可
靠性和准确性。
此外，声场分析中也需要使用量具和传感器来实时监测和记录
声学环境下的声波传递情况，从而评估环境的变化和响应。
第四章声场模拟与分析技术的应用
4.1 声学环境建模
声场模拟能够模拟机械、冶金、核能、飞行器、汽车、建筑设
备等领域中的声学环境和声学特性。该技术能够提供精确的声学
分析数据，以评估声学设计和各种产品的声学表现。
4.2 模拟声场测试
声场模拟随着模拟环境的变化，能够检测出噪音点源的功率，
或组件产生噪声的变化，以及如何进行隔音和降噪等。通过这一
方法，可以检测环境对声压变化的响应，并帮助优化声学设计和
改进正在设计的产品。
4.3 声场质量控制
声场模拟能够提供数据以评估产品在生产过程中的声学表现和
质量。通过相比于规格、标准和设计的满足度，可以确定产品表
现其所质量指标的总体准确性。
4.4 应用案例
现代飞行器、汽车、建筑设备及其他高精度产品的设计过程中，声场模拟与分析技术已经成为不可或缺的环节。对于这些产品，
声学性能是制约其市场竞争力的重要因素。通过声场模拟，可以
分析产品的声学性能，并提供有针对性的优化方案。例如，对于
一把使用场合特殊和噪声容许度严格的外科手术器械，模拟技术
可以模拟手术间内的声学环境，以格式化优化该器械的声学性能，达到更加优秀的质量。
第五章总结
声场模拟和分析技术已经成为提高各行业产品质量和市场竞争
力的重要工具。通过该技术，可以精准模拟各种声学环境，并提
供有针对性的建议和优化方案。我们相信，在未来的发展中，声
场模拟和分析技术将能为各行业提供更好、更具有创新性的声学
解决方案。
用CAD进行声学分析与设计 声学是研究声波传播和其在各种环境中产生影响的科学。在建筑设计、音响系统设计以及汽车和航空航天等领域中，声学设计起着重要 作用。而计算机辅助设计（CAD）软件为声学分析和设计提供了强大 的工具。 在CAD软件中进行声学分析和设计，可以帮助工程师快速准确地 模拟和优化声学系统。以下将介绍几种常见的声学分析与设计方法。 首先是声场分析。声场是指特定空间内的声波分布。在CAD软件中，工程师可以通过建立几何模型来模拟声场的传播和分布。该模型 可以包括建筑物、房间或器件的几何形状和材料参数。通过设置合适 的声源和边界条件，可以计算出声场中声压级、声能分布、回声时间 等参数。这样的分析结果可以帮助工程师评估声学环境的优劣，并优 化设计。 其次是声学过程模拟。在音响系统设计中，CAD软件可以对声波在各种元件和设备中的传播和变化进行模拟。例如，在扬声器设计中， 可以通过CAD软件模拟声波在扬声器腔体和振膜中的传播和谐振特性。通过调整声学元件的形状和参数，可以实现对音质和频率响应的优化。此外，CAD软件还可以模拟声波在管道、隔音材料等中的传播过程， 帮助优化声学系统的性能。 另外，CAD软件还可以进行声学材料设计和优化。声学材料的选择和设计对于声学系统的性能至关重要。通过CAD软件，工程师可以模
拟不同材料的声学特性，并评估其对声波的吸收、反射和传导能力。 这使得工程师能够选择合适的材料，以达到声学系统的优化设计目标。 最后，CAD软件还可以进行噪音分析和控制。噪音是一种令人不快的声音，对人们的健康和生活质量有着重要的影响。通过CAD软件， 工程师可以对噪音源进行建模，并模拟噪音在空间中的传播和衰减过程。这可以帮助工程师找到噪音来源和传播路径，并采取合适的控制 措施，减少噪音对人们的影响。 综上所述，CAD软件在声学分析和设计中具有重要的应用。它可以帮助工程师模拟声场、模拟声学过程、进行声学材料设计和优化以及 进行噪音分析和控制。在实际应用中，工程师可以根据具体需求选择 合适的CAD软件，并结合实际工程数据和实验结果，进行声学设计和 优化，实现最佳的声学效果。
声场模拟试验与分析技术研究第一章前言 声学工程是一门独特的学科，它涉及到声音的各种性质和现象，以及与之相关的各种技术和应用。声学工程中的一个关键领域是 声场模拟试验与分析技术，这个领域的研究和应用广泛应用于机械、冶金、核能、飞行器、汽车、民用建筑、工业设备等领域。 声场模拟试验与分析技术是声学工程中重要的技术。它主要通 过利用相关的软硬件设备，模拟和分析预期声学环境下的声场声 学参数。目前，随着声学领域技术的发展和应用精度的提高，越 来越多的声场模拟试验与分析技术被开发和应用到各个领域。 本文主要介绍声场模拟试验与分析技术的原理、方法和应用， 以评估其对各行业的影响和重要性。 第二章声场模拟试验技术 2.1 声场模拟方法 声场模拟是指利用相关的软硬件模拟特定的声学环境。最常见 的方法是通过计算机模拟技术来实现的。 在声场模拟试验中，我们首先需要确定模拟环境的声学环境， 包括声源、响应器（即空间中的物体）等。然后，我们构建模拟 环境和条件，并采用数值方法（计算机模拟、多孔介质模型等）
分析模拟环境的声学参数，例如声压、声场强度、声能等，以便 更准确地理解环境中的声学性能和特性。 2.2 声场模拟设备 声场模拟设备通常由声学发生器和响应器（测试空间）等部分 组成。其中，声学发生器是用来产生声波（或其他类型的激波） 的装置，而响应器则指声音波产生后所传播的介质，又称为测试 空间。 在声场模拟中，还需要有富有规律、精准检测和测量的设备， 如微机测量系统、声压测量系统、频谱测量器和多通道测量器等。这些设备为声学数据的收集和处理提供了重要的支持，以提高精 度和可重复性。 第三章声场分析技术 3.1 声场分析方法 声场分析是指对模拟的声场条件、环境、以及声成像进行详细 的分析。最常用的方法是通过数学分析和计算机模拟来实现。 在声场分析过程中，我们首先需要将模拟的声压和响应器形状 传入计算机程序，以便进行分析。然后我们需要采用数学方法， 通过分析当前声学环境下的声波调制和暂态响应情况，对声音的 声压、振速、功率等参数进行测量和计算。分析得到的声学数据 可以进一步用于评估模拟环境的声音表现和性能。
计算机声学模拟分析(声学建模) 1.计算机模拟声场分析说明 为了确保多功能厅会议扩声系统的设计符合实际效果，我们采用了当代先进的计算机模拟技术。我们的技术人员进行了现场勘测并建立了计算机建筑模型（与现场比例为1：1），以验证方案设计的声场效果和现场施工、安装、调试情况的正确性。这也为后期我们的测试提供了良好的参考依据，以确保达到预期效果。 我们使用声场分析软件EASE，模拟验算的声学参数包括声场声压的分布、声场清晰度的计算。其中，声场声压的分布分析计算了声场的直达声、均匀度、声学射线跟踪和分布。声场清晰度的计算分析了声音的清晰度，包括快速语言传输指数（STI）和辅音清晰度损失率（ALC）。 2.分析依据 多功能厅的参与声学计算面积为2062平方米，声容积为3417立方米。多功能厅扩声系统属于厅堂扩声，声学特性指
标采用广播电影电视部标准《厅堂扩声系统设计规范》-2006 标准特性。 在评估声学特性指标时，我们采用了快速语言传输指数（RASTI）和辅音清晰度损失率（ALC）。RASTI是语言传输指数法（STI法）在某些条件下的一种简化形式，用于测定与 可读懂度有关的语言传输质量。我们使用普茨长公式，根据不同范围的参考值评价RASTI。ALC是一种度量语言明晰度的 方法，我们使用普茨长公式，根据不同范围的参考值评价ALC。 本文介绍了多功能厅的声学数据分析，包括建筑模型图、音箱声向图、3dB覆盖图、声压图、直达声分析图、RASTI分析图、ALCons%分析图、RT60图、声学射线跟踪图、瀑布图、45度视角扬声器布置图、鸟瞰声向图、立体声向图、3dB线 声场覆盖图等十种图形。其中，主扩全频扬声器和辅助扬声器参与了声学计算，而低音扬声器和返听扬声器则未参与。数据分析表明，不同频率下全场总声压级的范围和平均声压值均有所不同。
声学声场模拟技术与声学空间效果研究 近年来，随着科技的不断发展和人们对音频体验的追求，声学声场模拟技术和 声学空间效果的研究逐渐受到关注。声学声场模拟技术是指通过计算机仿真和数字信号处理等手段，将音频信号在不同环境中的传播和反射特性进行模拟，从而实现虚拟环境中的声场效果。而声学空间效果则是指通过音频处理和声音设计等手段，使得听众在音频环境中能够感受到更加真实、立体和沉浸式的声音效果。 声学声场模拟技术的研究主要涉及到声学原理、信号处理和计算机模拟等方面。声学原理是声学声场模拟技术的基础，它研究声音在不同环境中的传播和反射规律。信号处理则是通过数字滤波、时域变换和频域分析等手段，对音频信号进行处理和优化，使其在模拟环境中能够更好地还原真实环境中的声音效果。计算机模拟则是利用计算机算法和数值计算方法，对声音传播和反射过程进行仿真和模拟，从而得到模拟环境中的声场效果。 声学空间效果的研究则更加注重于音频处理和声音设计等方面。音频处理是指 通过均衡器、混响器和压缩器等音频处理器件，对音频信号进行调整和优化，使其在播放过程中能够呈现出更加立体和逼真的声音效果。声音设计则是通过声音合成、声音特效和声音定位等手段，对音频信号进行设计和调整，使得听众能够在音频环境中感受到更加真实和沉浸式的声音效果。 声学声场模拟技术和声学空间效果的研究不仅在娱乐领域有着广泛的应用，还 在虚拟现实、增强现实和智能音箱等领域具有重要的意义。在虚拟现实中，声学声场模拟技术和声学空间效果的研究可以使得用户在虚拟环境中感受到更加真实和沉浸式的声音效果，增强用户的虚拟体验。在增强现实中，声学声场模拟技术和声学空间效果的研究可以使得用户在真实环境中感受到虚拟声音的存在，增强用户与虚拟世界的互动。在智能音箱中，声学声场模拟技术和声学空间效果的研究可以使得音箱的声音更加清晰、立体和逼真，提升用户的音频体验。
小型影院声场模拟与实验测量结果对比分析 叶颖 【期刊名称】《中国传媒大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2013(000)006 【摘要】This paper introduces the acoustic modeling of a small theater of Communication University of China by EASE in detail,and at the same time uses the MLS sequence to measure the room impulse re-sponse of the theater,then extract the objective acoustic parameters of the theater through integrated im-pulse response method. Finally,I contrast and analysis the data obtained by these two methods,and find some problems existing in computer simulations of the acoustic. Hoping to make some help for the study of computer simulations of the acoustic.%介绍了使用EASE软件对中国传媒大学小型影院进行声场建模的方法，并同时采用MLS序列法测得该影院的房间脉冲响应，通过脉冲响应反向积分法提取出该影院的客观声学参数。最后对这两种方法得到的数据进行对比分析，发现了计算机声学模拟中存在的一些问题，希望能对计算机声学模拟的研究提供帮助。 【总页数】6页(P44-49) 【作者】叶颖 【作者单位】中国传媒大学信息工程学院，北京100024 【正文语种】中文
声音传播实验技术在物理实验中的应用探索 导语：物理学作为一门自然科学，研究的是物质、能量以及它们之间的相互作用关系。而在物理实验中，声音传播实验技术常常被运用于不同的研究领域。本文将探讨声音传播实验技术在物理实验中的应用，并分析其意义和挑战。 一、声音传播实验技术的起源和发展 声音传播实验技术最早可以追溯到18世纪的实验室研究。当时的科学家们开始尝试利用声音来解释物质的性质和行为。经过几个世纪的发展，如今的声音传播实验技术已经变得更加精确和复杂。 二、声音传播实验技术在材料研究中的应用 1. 声速测量：声速是指声波在单位时间内通过介质的距离。通过声速测量，可以了解材料的密度和弹性模量等特性。 2. 声衰减和吸音性研究：声波在传播过程中会受到材料的吸收和衰减。通过实验技术可以研究不同材料对声波的吸收与传导能力。 三、声音传播实验技术在声学场景模拟中的应用 声学场景模拟是指通过实验技术将特定的声学环境再现出来。这项技术可以帮助科学家们更好地理解声波在不同场景下的传播规律。 1. 声音传导的仿真：通过实验技术，可以利用计算机模拟声波在不同材料中的传导过程，从而深入研究声波在复杂环境中的传播规律。 2. 声场重构技术：利用声音传播实验技术，可以重构特定声场，通过测量声波的传播路径和振幅变化，还原出原始声场的信息。 四、声音传播实验技术的意义和挑战
声音传播实验技术在物理实验中的应用对于推动科学研究和工程技术发展具有 重要意义。通过实验技术，科学家们可以研究声音的传播行为，探索声音与物质之间的关联，进而开发出更加高效的声学设备和材料。 然而，声音传播实验技术的应用也面临一些挑战。首先，实验设备的精度和灵 活性需要进一步提高，以便更好地模拟和研究各种声学场景。其次，数据分析和处理的方法需要更加完善和高效，以充分挖掘和利用实验数据。 结语：声音传播实验技术在物理实验中的应用为我们揭示了声音在不同环境中 的传播规律，拓展了我们对声学与物理学的认识。随着实验技术的不断发展和创新，相信声音传播实验技术将为科研人员提供更多的机会和可能性，为人类创造更美好的未来。
气动噪声特性的仿真与实验分析 在现代制造业中，气动噪声成为了一个重要的问题。高噪声会影响工作环境，降低工作效率，甚至对工人身体健康构成危害。因此，在设计气动系统时，需要考虑噪声控制措施，以确保生产的可持续性和卫生安全。本文将介绍气动噪声特性的仿真与实验分析方法，希望能对噪声控制措施提供参考。 一、气动噪声特性 气动噪声特性是指气体在运动过程中产生的声波的音量和频率等特性。气体流过窄阀门、喷嘴、管道、转子等流动部件时，声场将发生不同程度的波动和压力变化，产生噪声。气动噪声的特点是发散、复杂、低频、宽频带、不稳定、脉动性强等。这些特点给噪声控制带来了极大挑战。 二、气动噪声的影响因素 1、气体流动参数：如流量、速度、压力、温度等。 2、气体流动的结构：如转子、喷嘴、管道、泵、风机等。 3、气体流动环境：如空气、液体、气体混合物等。 4、气体流动方式：如稳态流动、脉动流动等。 5、气体流动介质：如空气、自然气、蒸汽、燃气等。 三、气动噪声的仿真分析 在噪声控制的早期阶段，使用气动噪声仿真分析进行设计和预测是一种常见方法。现代仿真技术可以使用计算流体力学软件 (CFD) 建立数字模型，并模拟气体流动和声波传播。仿真分析可以指导噪声控制的设计和实施，节省时间和成本。 四、气动噪声的实验方法
虽然气动噪声仿真分析已经成为了常用方法，但实验分析仍然非常重要。实验可以验证仿真分析的准确性并得出更精确的数据。在实验中，可以使用声学测量设备如声级计、频谱分析仪等来测量噪声水平。同时，可以尝试使用各种噪声控制措施，如隔声板、吸声材料等来降低噪声水平。 五、气动噪声控制方法 在进行气动系统的噪声控制时，可以尝试以下方法： 1、改变气体流动方式：采用稳态流动或远离共振频率的频率，可以降低噪声水平。 2、改变气体流动介质：使用减少气动噪声的流体介质，如油膜、吸声涂层液体等。 3、使用吸声材料和隔声板：通过外部介质材料对气体流动和声场进行隔离，可以降低噪声水平。 4、优化设计：优化气体流动部分的设计，可使流动部件具有更高的效率和更低的噪声水平。 六、结论 气动噪声是工业生产中不可忽视的问题，因此必须付出沉重的努力来控制它。本文讨论了气动噪声的影响因素、仿真和实验方法以及一些可能的控制措施。需要注意的是，噪声控制的决策应基于具体情况来进行，因此必须进行充分的考虑和测试。
基于传递矩阵理论的声学系统建模研究 声学系统建模研究是当今尚未解决的难题之一，而基于传递矩阵理论的声学系统建模研究在这一领域中大有可为。本文将从传递矩阵的基本概念、声学系统建模方法、传递矩阵模拟实验以及该理论在实际应用中的优势等方面进行阐述。 1. 传递矩阵的基本概念 传递矩阵是描述声波传递和反射的一种数学模型，它是将声波传递过程中的各种因素分别进行分析后，综合求解得出的结果。传递矩阵由于具有非常广泛的适用范围，被广泛地应用于声学系统建模中。 传递矩阵中的每一个元素都表示着声波在不同的传输介质中的传播效果，其中除了幅度大小和相位角度之外，还包括了声波折射、反射和透射等传播规律。通过传递矩阵可以完整地描述整个声波传输过程，从而有效地对声学系统进行建模。 2. 声学系统建模方法 基于传递矩阵理论的声学系统建模方法，主要分为两个部分：第一个部分是对任意一个声学系统的传播特性进行分析，确定其传递矩阵；第二个部分是针对建立的传递矩阵进行声学系统仿真和模拟实验。 对于第一个部分，一般来说需要针对系统中各个元器件或介质对声波传递的影响进行分析，从而建立起对应的传递矩阵。随着科学技术的不断发展，越来越多的声学系统建模软件也已被广泛应用于声学系统建模分析中。 对于第二个部分，在传递矩阵确定之后，需要进行相应的模拟实验，通过计算机模拟或其他方式来验证所建立的声学系统模型的正确性和准确性。当然，由于存在着很多逼真的干扰因素，因此在实际应用中，我们需要针对不同场景进行多个测试以确定建模结果的可靠性。 3. 传递矩阵模拟实验
针对基于传递矩阵理论的建模方法，我们可以利用一些实际场景来进行传递矩阵的模拟实验及建模验证。 例如，我们可以通过使用一些基于传递矩阵的声学系统仿真软件来进行模拟实验。在软件中，我们可以对不同的声波传播方式，传播介质、声波的入射角度等进行初始参数设置，然后进行仿真运算，最终得到声音在各个传输部件或介质中的传播效果。 还可以通过实验室里，搭建合适的实验平台，来进行声学系统的模拟实验和验证。例如，我们可以采用单声源法、双声源法等实验方法，用实际检测数据来验证所建立的声学系统仿真模型的可行性。 4. 传递矩阵模式在实际应用中的优势 基于传递矩阵理论的声学系统建模方法，已广泛应用于多个领域： （1）音频处理和调试中，可以使用传递矩阵建立机房设计，射频干扰限制，以及空间限制等参数限制下的机房设备声场模拟或预测。 （2）医疗领域可以用于声波在人体中的传播规律研究以及诊断器材设计等方面。 （3）建筑领域可以用来模拟房间声学进而优化空气纵波和横波的传输效果，从而提升会议、音乐等场所的声学效果。 总之，传递矩阵理论和建模方法是当今声学领域中相当重要的研究方法之一。除了用于声学系统建模外，其在其他领域中的应用也是非常广泛的，特别是在某些需要进行声音传播变化规律分析的领域，更是能够发挥强大的作用。
物理实验技术中的声学实验方法与技巧 在物理实验技术中，声学实验方法与技巧发挥着至关重要的作用。声学实验涉 及声波的产生、传播和接收，通过实验的手段可以研究声波的特性和各种声学现象。本文将介绍一些常见的声学实验方法与技巧，帮助读者更好地进行声学实验研究。 一、声场建立与控制 在进行声学实验前，首先需要建立一个稳定、均匀的声场环境。为了实现这一 目标，可以采用声场室或者声学隔离器等设备来减少外界干扰声。同时，也需要选取合适的信号源，如音频发声设备或声场发生器等，来产生所需的声波。在建立声场的过程中，需要尽可能减少因材料反射、散射等所引起的声波衰减，以确保实验结果的准确性。 二、声学测量技术 声学测量技术是声学实验中必不可少的一环。常见的声学测量设备包括声压级计、声速计、谐振频率测量仪等。通过这些测量设备，可以准确地获取声波的振幅、频率、相位等参数。此外，在测量中还需要注意选择合适的测量点和测量时间，以保证数据的可靠性。 三、声音传播与衰减实验 声音传播与衰减实验是声学实验中常用的一类实验。通过改变声源和接收器之 间的距离以及介质的特性，可以研究声音在不同介质中的传播规律和衰减情况。在进行实验时，可以使用声波传播实验装置，通过对声波强度和距离的测量，得到声音传播损失随距离增加的关系，并对不同介质中声音的传播速度、衰减特性进行研究。通过这类实验，可以深入了解声音在不同环境中的传播特性，有助于声学工程与声场设计等相关领域的应用。 四、共振实验与声学谐振
共振实验是声学实验中的重要实验之一，通过调整不同频率的声波与共振腔之 间的相互作用，研究共振现象及声学谐振。例如，在空气校准仪中，可以通过调整频率，使空气管内达到共振状态，从而可以测量空气的声速。此外，还可以利用共振现象研究乐器的音色、声学换能器的谐振频率等。 五、声学干扰与噪声实验 声学干扰与噪声实验是研究声学交叉干扰和噪声源的实验方法。通过在实验室 中模拟不同噪声源和环境的情况，可以研究噪声的产生、传播和控制技术。例如，噪声源的分析、噪声的频谱特性测量等都是常见的声学干扰与噪声实验方法。 通过学习和熟练掌握这些声学实验方法与技巧，可以更好地开展声学实验研究。无论是在声学工程、音频技术还是其他相关领域，这些实验方法与技巧都发挥着重要的作用。同时在实验过程中，我们还需要关注实验仪器的准确性和精密度，以及实验条件的控制，以获取准确的实验数据。希望本文对读者在声学实验中的研究与实践有所帮助。
结构声发射的数值模拟及实验研究 陈苇波;钟舜聪;朱志彬;伏喜斌 【摘要】由于声发射源产生的瞬态弹性波会在传播过程中产生各种频率和模态的声发射信号,这给应用声发射技术进行无损检测带来一定困难.针对声发射信号在实际介质中传播的复杂性,为了研究弹性波的传播对波形的影响,提出了利用有限元方法模拟声发射信号在薄铝板的传播及几何形状边界反射过程,得到声发射波形的时域特征,进一步分析了声发射信号在铝板中的传播特性；搭建了与有限元模型相应的声发射断铅实验系统来采集断铅信号.试验及研究结果表明,利用声发射断铅实验系统获得的信号与有限元计算方法得到的模拟信号基本吻合,说明有限元数值计算方法可以作为分析声发射信号传播过程的一种手段；该结果为基于声发射的结构缺陷检测技术提供了数值模型,同时声发射技术用于无损检测也有了更精确的理论基础. 【期刊名称】《机电工程》 【年(卷),期】2014(031)005 【总页数】4页(P545-548) 【关键词】声发射;有限元方法;断铅 【作者】陈苇波;钟舜聪;朱志彬;伏喜斌 【作者单位】福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350108;福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350108;福建省医疗器械和生物技术重点实验室,福建福州350002;华东理工大学承压系统安全科学教育部重点实验室,上海200237;福州
大学石油化工学院,福建福州350108;厦门市特种设备检验检测院,福建厦门361000;厦门市特种设备检验检测院,福建厦门361000 【正文语种】中文 【中图分类】TH878;TH3 0 引言 声发射是指材料内部局部快速释放能量形成弹性波的一种物理现象［1］。借助于传感器探测，经纪录和分析声发射信号推测声发射源性质的技术称为声发射技术。相比超声、X射线、涡流等其他无损检测方法，声发射检测技术是一种动态的检测方法。只要明确来自缺陷的声发射信号，就可以长期连续地监视缺陷的安全性［2］。 声发射信号本质上是一种频率和模式丰富的弹性波，实际传感器测量得到的声发射信号是各种模态弹性波以及复杂背景噪声的叠加。当该弹性波在介质中传播时，在边界和缺陷处产生反射和模态转换［3］，信号变得复杂，使检测人员难以对声发射源的位置和物理性质做出准确判断。一般情况下，可通过计算满足边界条件下的控制微分方程来获得弹性波传播问题的解析解。但是在实际应用中，试件的复杂几何形状以及介质中可能存在的缺陷都会使边界条件变得十分复杂，所以获得弹性波在复杂介质传播过程的解析解几乎不可实现。解决这个问题的另一种有效途径是采用有限元数值计算方法。 在众多有限元分析软件中，ABAQUS以其强大的非线性分析处理能力，已逐渐成为分析工程技术问题的首选软件［4］。借助于高性能的计算机，ABAQUS能有效地模拟弹性波在介质中的传播过程。 本研究利用ABAQUS有限元软件模拟声发射信号在铝板中的传播及边界的反射作
轴流风机气动性能与气动噪声的模拟和实验研究 孙迎浩;赵旭;高深;杨光 【摘要】本文对某改进前后的弯掠叶片轴流风机进行了气动和噪声性能的实验和数值模拟.气动计算采用了定常转动坐标系结合SIMPLEC算法和标准k-e湍流模型,获得风机静压和叶片尾涡特征宽度分布,采用Fukano噪声简化模型获得测量点线性声压级;气动噪声模拟采用非定常滑移网格方法,利用FW-H声压模型获得声学接收点处的噪声频谱.结果显示,气动性能计算与实验较符合,噪声结果有偏 差.%calculation using steady moving reference frame with SIMPLEC algorithm and the standard k-ε turbulence model is employed.The static pressure and width dlstribution of blade trailing vortex wake were obtained.The linear sound pressure level in measurement point was obtained using Fukano noise simple model.For the aerodynamic noise simulation,unsteady flow model with sliding mesh is employed.FW-H acoustic model helps to predict noise frequency spectrum at the receiving point.The results shows that the aerodynamic performance calculation Abstract: This paper presents the aerodynamic and noise study of a skewed swept blade axial fan before and after the improvement by experimental and numerical methods.Aerodynamic result was coincided with the experimental result except the noise result. 【期刊名称】《风机技术》 【年(卷),期】2015(000)005 【总页数】5页(P17-20,82)
鱼雷主动声引信仿真试验技术探讨 1. 引言 - 研究背景和意义 - 国内外研究现状 2. 鱼雷主动声引信工作原理分析 - 主动声引信的定义和分类 - 工作原理概述 - 主动声引信仿真试验的意义及必要性 3. 鱼雷主动声引信仿真试验技术 - 声源模型的建立 - 仿真试验系统设计 - 仿真试验参数的设定 4. 仿真试验结果分析 - 仿真试验的成果和发现 - 鱼雷主动声引信仿真试验技术的应用效果分析- 对试验结果进行评估和验证 5. 结论与展望 - 总结 - 不足和改进方案 - 鱼雷主动声引信仿真试验的未来研究方向 6. 参考文献第一章节：引言
1.1 研究背景和意义 鱼雷已成为当前海洋作战中重要的武器装备之一，而鱼雷主动声引信则是保证鱼雷精准打击目标的关键技术之一。鱼雷主动声引信是通过发射声波并对回波进行分析来探测目标。在复杂的环境中，主动声引信会受到来自外部噪声的影响，影响其对目标的探测和识别能力。因此，针对鱼雷主动声引信进行仿真试验是非常必要的，可以提高鱼雷和声源的脆弱度分析、增加对目标的识别和追踪性能，优化鱼雷打击目标的效果。 1.2 国内外研究现状 目前，国内外研究都非常注重鱼雷主动声引信仿真试验技术的研究。国外一些研究机构采用数值模拟方法进行仿真试验，例如美国海军研究实验室、英国国防部等，而国内研究则多采用计算机仿真、试验数据分析等方法，如国家自然科学基金项目中对于鱼雷主动声引信及其环境特性的研究，以及某海军建造项目的技术方案研究。 尽管鱼雷主动声引信仿真试验技术在国内外已经有一定的成果，但受制于各种技术条件、仿真模型及算法模型等因素，依然存在着诸多问题和挑战。为了解决这些问题和挑战，有必要加强对于鱼雷主动声引信仿真试验技术的研究，探究更为成熟的方法和技术，以满足不断增长的实际需求。 本文将探讨鱼雷主动声引信仿真试验技术，阐述声源模型的建立、试验系统的设计、仿真试验参数的设定、试验结果的分析
七种汽车振动噪声分析方法概述 2010年08月26日振动论坛 一、经典方法 四分之一汽车模型和二分之一汽车模型。在设计初期或者在做模型研究的时候，往往采取这种形式。这种模型一般用来分析汽车最基本的频率和振型特征，也可以用作其他用途，如研究汽车动力特性。概念设计阶段，在知道了汽车基本参数之后，就可以迅速计算出整车的振动特征。应用软件有MATLAB等。 MATLAB是美国MathWorks公司开发的大型数学计算应用软件系统，它提供了强大的矩阵处理和绘图功能，简单易用，可信度高，灵活性好，在世界范围内被科学工作者、工程师以及大学生和研究生广泛使用，目前已经成为国际市场上科学研究和工程应用方面的主导软件。 二、有限元方法 经典方法只适合于分析很低频率的整体模态。如果要考虑整车中各个系和部件的局部振动，以及修改汽车结构设计，上面的方法就无能为力了。汽车是一个弹性结构，整体和局部振动特征都很重要。于是在分析整车低频振动问题和建立模型时，必须考虑到其结构特征和弹性特征。目前，用得最为广泛的方法是有限元分析。在粗略分析整车各个系统振动特征时，可以建立网格相对粗的模型。当要对整车振动特征进行细致分析时，就必须建立网格非常细的模型。通常这种模型中节点间的距离仅为5mm，一部整车的有限元模型的节点和单元可以达到几百万个甚至上千万。有限元方法是一项非常成熟的分析方法，能够准确的预估整车和各个系统的模态和模态频率，并且能动态演示整车模态。 有限元方法是用有限单元将结构弹性域或空气域离散化，根据力学方程或声波动方程，得到联立代数方程式，通过求解代数方程式得到结构弹性或声传播空气域中的振动和声特性。有限元法需将结构有限单元离散化。结构划分的单元愈多，自由度也就愈多，计算精度也愈高，但计算时间也愈长。结构划分的单元的振动频率必须高于要计算的整体结构的振动频率，否则单元需进一步划分。单元的划分需与计算精度匹配。有限元分析方法在汽车方面的应用有：汽车零部件有限元分析、悬架结构有限元分析、车架有限元分析、车身有限元分析、轮胎有限元分析、汽车碰撞有限元分析和汽车结构有限元优化设计等。应用软件有ANSYS等。 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。
片空化状态下对转螺旋桨噪声特性仿真分析 王顺杰;王易川;戴卫国;李斌 【摘要】为了研究对转螺旋桨空化噪声特性，利用Schnerr-sauer空化模型及RNG k-ε湍流模型，并采用动网格模型对对转螺旋桨进行空化数值分析。首先，对DTMB4381螺旋桨进行空化敞水性能计算，所得空泡形态与公开发表试验及数值模拟结果吻合较好。然后对对转螺旋桨空化噪声进行计算及分析，求解了不同监测点处的声压和声压功率谱密度。从计算结果可以看出噪声功率谱中存在着与前、后桨叶频相关的线谱成份。%In order to study cavitation noise characteristic of contra-rotating propeller, the numerical anal-ysis of counter-rotation propeller cavitation was accomplished by using Schnerr-sauer cavitation model, RNG k-ε turbulence model and dynamic mesh model. The open-water performance was done with DTMB4381 propeller cavitation, the predicted cavity shapes were in agreement with both the experimental observation and numerical simulation result on open literature. And, by calculating and analyzing the contra-rotating pro-peller cavitation, the sound pressure and power spectrum density of different monitors was solved. The re-sult shows that line-spectrum which is related to the blade frequences of front and rear propeller existing in the power spectrum and the non-uniformity of rear propeller flow is more obviously than front propeller. 【期刊名称】《船舶力学》 【年(卷),期】2014(000)007
圆柱绕流噪声预报的流场与声场模拟方法对比研究 张翰钦;陈明;孙国仓 【摘要】以三维圆柱为研究对象，使用Lighthill声类比法研究其绕流发声问题。第一步进行流场计算，分别用大涡模拟（LES）、脱体涡模拟（DES）和瞬态雷诺平均法（URANS）模拟声源区流场，通过对比流场压力和涡量等参数，据此选取合适的流场仿真方法；第二步用基于Lighthill方程FW-H积分法和边界元法预报远场直发声，通过和Revell试验结果比较，分析各种计算方法差别。研究表明：进行流场仿真时LES计算结果最好，IDDES法在保证计算精度条件下能有效减少流场网格数量，URANS法误差很大；进行辐射噪声预报时，FW-H积分法和边界元法基本相同。%Lighthill acoustic analogy method is used to predict the noise induced by the flow around a three dimensional cylinder. Firstly, the flow field of sound source area is predicted by large-eddy simulation (LES), detached-eddy simulation (DES) and Transient Reynolds-average method (TRAM) respectively. The proper methods to simulate the flow field are selected via comparing the contours of vorticity and pressure. Secondly, the FW-H integral equation method and BEM method based on Lighthill acoustic analogy equation are used to predict the far-field noise, difference of these methods is analyzed by comparing their results with Revell’s experimental data. It is shown that the flow field simulation result of LES has a best agreement with the experimental data, IDDES method can effectively reduce the number of grid of the flow field with the precision guaranteed. TRAM can yield large errors. FW-H integral equation
第六章振动与噪声试验 车辆行驶时产生的噪声与振动严重影响乘员的舒适性，同时还关系到行驶安全、环境污染等问题。由于道路的不平度、汽车各总成旋转机构的不平衡、空气动力扰动以及各总成的振动等而引起的车辆振动，影响汽车的平顺性，也造成汽车某些部件的早期疲劳失效和其他性能指标（如操纵稳定性等）下降。引起噪声的原因也十分复杂，诸如发动机的燃烧噪声、机械噪声、进排气系统和风扇引起的空气动力噪声、传动系噪声、轮胎噪声等。 随着科学技本的发展，带来了汽车振动与噪声试验技术的长足进步。随着计算机的发展，许多数字分析方法得以实现，在汽车振动与噪声的分析中引进了频谱分析、数字滤波、模态分析、有限元、时间序列分析、小波分析等，并在传统的试验方法基础上又增加了组合激励、声振、激光测振、全息图像、声强法等新的试验技术与手段。大大地丰富了振动与噪声的试验技术。 第一节汽车振动试验 汽车整车的振动试验主要有平顺性试验和振动性试验。平顺性试验在第5章的11.7汽车平顺性中叙述。 1、悬架系统固有频率和阻尼比的测定 悬架系统的偏频率、阻尼比和测量的固有频率是有关汽车平顺性的重要设计参数，也是重要的试验内容。 1）试验目的 测定悬架系统固有频率和阻尼比。 2）试验方法 汽车悬架系统固有频率和阻尼比测定方法在GB 4783-84的标准中已有明确规定。传感器都是安装在前、后及其上方的车身（或车架）上的相应位置。具体的测试方法是一种滚下法：即将汽车的两个前轮（或两个后轮）压在半梯形的凸块上，凸块高度60～120mm，然后将汽车从凸块上推下来，并使左右两车轮同时落地，与此同时记录汽车整个落地受振的过程，试验重复三次。 3）数据处理 （1）时间历程法 利用车身和车轴测出的自由衰减曲线（图6-1-1）计算出衰减率。 图6-1-1 车身和车轴所测出的加速度自由衰减曲线 a)车身部分；b)车轴部分