基于HELS法的多源相干声场重建研究
针对Helmholtz方程最小二乘法(HELS)对多源相干声场进行重建无法得到满意的结果这一问题,提出一种改进的HELS方法。其基本思想是,辐射声场由多个相干声源产生的一系列声场叠加而成,每个声源产生的声压可以用球面波函数构成的正交函数的线性组合表达。组合系数可通过测点的声压来确定。采用预估基函数展开项数和循环迭代法相结合的优化方法确定基函数的最佳项数,提高了计算效率。在求解系数向量的过程中采用奇异值分解和正则化方法,减轻了逆问题求解过程中产生的不适定问题。数值仿真表明,改进的HELS方法能有效地重建多源相干声场,并可估计每个声源对声场的贡献,具有声场分离的作用。
驻波管法四传声器测量隔声量的误差分析
通过对驻波管四传声器测量隔声量的研究,发现波数与传声器间距之积(ks)对于隔声量计算误差具有一定的影响.进而从误差传递的角度出发,对方程组的条件数进行全面分析,找到了测量误差在求解过程中放大较小时,波数与传声器间距之积应满足(0.3+n)π≤ks≤(0.7+n)π,n=0,1,2,…的条件.同时,提出了一种通过测量误差对计算误差进行估计的方法,并从概率的角度对测量误差口分别为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9dB进行了分析,得到了相应的隔声量计算误差的期望为0.5、1.5、2.6、3.7、4.9dB,从而为传声器的选择和间距布置提供一种依据.
轻轨交通新型声屏障技术
实验分析了轻轨交通噪声的频率特性.针对现有声屏障的优缺点,开发研制了两种阻抗复合型声屏障,在轻轨交通噪声的主要频率范围内,该声屏障的吸声性能较出色,且有能够防止雨尘侵害的优点.为分析新声屏障的斜入射吸声系数,提出了一种多通道脉冲响应方法,该方法排除了被测对象的反射与散射指向性影响,适合测量不平整吸声界面的斜入射吸声系数,新声屏障的测量实验证明了该方法的有效性.
轨道交通的声屏障技术研究
在现场测量、实验的基础上,研究了轻轨交通噪声的频率特性,分析总结了目前常见声屏障的优缺点。开发研制了两种阻抗复合型声屏障,由于其独特的结构设计,声屏障有能够防止雨尘侵害的显著优点。混响室测试表明,在轻轨交通噪声的主要频率范围100-4000Hz内,该声屏障的吸声性能十分出色。性能优良的新声屏障是治理城市轻轨交通噪声的一种很好手段。
高架轨道交通噪声的分析与控制技术研究
轨道交通是大城市公共交通方式的首选,其产生的噪声可能污染沿线地区的环境,高架轨道交通噪声的分析、预测和控制成为建造高架轨道交通必须解决的问题。首先用传声器阵列分析了上海轨道交通9号线列车噪声级沿高度的指向性,研究了各1/3倍频程对总噪声的贡献量,归纳了列车等效声功率级与列车速度的关系。然后建立了一套适用于高架轨道交通噪声辐射的预测模型,将列车视作一个移动的均匀线声源,采用单极子和偶极子传播模型拟合轻轨列车的通过噪声,并用高架轨道交通线附近的测量数据,验证了不同测点情形下模型的适用性,为预测高架轨道交通线的噪声辐射提供了一种实用方法。最后,介绍了新开发的道间声屏障和动力吸振阻尼钢轨技术,以及工程应用效果。
滚动转子压缩机排气流噪声数值计算与机理分析
为了辨识滚动转子压缩机排气气流噪声的主要成分,对其排气过程建立了计算气动声学分析模型。首先使用基于滑移网格和脱落涡模拟的CFD计算对压缩机排气过程的压力脉动进行直接求解,结合声学有限元计算分析了压力脉动中各成分的贡献;其次使用基于动网格的CFD计算求解压缩泵腔及消声器的流场,计算了泵腔出口流量变化。仿真结果和实验测量的一致结果表明,排气通道内压力脉动中声学响应成分远大于湍流脉动成分,且在噪声集中的频段内声源主要为泵腔出口的单极子噪声,而整体声腔模态对该声源的频率分布有影响。泵腔排气口的单极子噪声源是滚动转子压缩机气动噪声的最主要声源。
运动流体介质和剪切层共同作用下平面近场声全息技术改进
传统的平面近场声全息将全息面置于射流内部。为了降低窗效应和卷绕误差对重建精度的不利影响,一般要求全息面尺寸为声源的2倍以上,而较大尺寸的传声器阵列放在射流内部会干扰射流的稳定。针对这一问题,提出将整个全息面置于射流外部的方法。根据经典的剪切层修正理论,首先分析声波由声源传播至全息面过程中路径和幅值的改变,继而推导出修正后的声场传播公式,最终建立起马赫数小于0.3的运动流体介质和剪切层共同作用下的平面近场声全息理论模型。数值仿真表明,改进后的平面近场声全息技术能够得到高分辨率的重建声场,对气动噪声源的定位精度较高,并且具备一定的抗干扰能力。
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