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利用非线性弹簧振子链作为声学超表面产生高次谐波
1
作者 孙成浩 王浩宇 +2 位作者 费仲晗 赖耘 刘晓宙 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
介绍了一种声学超表面的设计方法,其利用多个非线性弹簧振子链在辐射声场中产生谐波.超表面单元是由两个非线性弹簧连接的质量链,该单元具有两个谐振频率.单元振动幅度的基波和二次谐波分量通过多重尺度法求解.通过将较高的谐振频率设... 介绍了一种声学超表面的设计方法,其利用多个非线性弹簧振子链在辐射声场中产生谐波.超表面单元是由两个非线性弹簧连接的质量链,该单元具有两个谐振频率.单元振动幅度的基波和二次谐波分量通过多重尺度法求解.通过将较高的谐振频率设置为较低频率的n倍,并以较低的谐振频率激励系统,能量会从低频模式转移到高频模式.非线性引起系统内部共振并带来能量转移,这导致高频模式出现较大的振动幅度.理论与数值结果的一致性验证了该方法的有效性.对弹簧二次非线性系数、单元谐振频率和外界激励频率进行的参数调控,验证了这种非线性系统的鲁棒性.此外,有限元仿真模拟了具有更强的高次谐波传输能力的非线性超表面模型.本研究为实现非线性弹簧振子系统中的谐波提供了思路,将声学超表面的研究范围扩展到非线性动力学. 展开更多
关键词 非线性超表面 多重尺度法 内部共振 谐波生成
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听觉距离感知的主观评价及脑电事件相关电位实验研究
2
作者 杜诗沁 林志斌 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
听觉距离感知在识别潜在危险、确定声源位置、日常活动、人际交流、音乐和艺术表演以及学习与记忆过程中扮演至关重要的角色.因此,结合主观评价和事件相关电位(Event-Related Potential,ERP)分析,通过行为学实验和脑电图(Electroencepha... 听觉距离感知在识别潜在危险、确定声源位置、日常活动、人际交流、音乐和艺术表演以及学习与记忆过程中扮演至关重要的角色.因此,结合主观评价和事件相关电位(Event-Related Potential,ERP)分析,通过行为学实验和脑电图(Electroencephalography,EEG)生理测量,探究了听觉距离感知的现象及其潜在机制.主观评价结果表明,被试在近距离条件下的距离感知较为准确.在远距离条件下,感知准确性下降,呈现出与幂函数拟合一致的低估现象.行为学实验结果表明,与近偏差刺激相比,被试对远偏差刺激的响应错误率与反应时间均显著增加.在ERP实验结果中,观察到P1-N1-P2复合体的存在.在无注意力条件下,P3a成分仅在偏差更明显的近偏差刺激处出现,而引入注意力后,无论远偏差还是近偏差刺激,P3a成分均有显现.P3b成分仅在引入注意力的条件下显著,并且随着刺激强度降低和任务难度增加,其时延增加且振幅下降.ERP图像还揭示了大脑半球特异化的现象,结果显示右半球对于距离相关的听觉刺激更为敏感. 展开更多
关键词 听觉距离感知 听觉主观评价 听觉事件相关电位 声源定位
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一种声学共轭超材料的简化设计
3
作者 张若妍 范理 +2 位作者 张淑仪 程利平 徐晓东 《南京大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第5期827-836,共10页
非厄米超材料通过对材料参数虚部的调控,可以实现在传统厄米系统中无法实现或不易调控的新颖现象.其中,声学共轭材料是一种基于非厄米声学原理设计的新型材料,其特点是材料有效声学参数——有效质量密度和体积压缩系数,互为共轭关系.通... 非厄米超材料通过对材料参数虚部的调控,可以实现在传统厄米系统中无法实现或不易调控的新颖现象.其中,声学共轭材料是一种基于非厄米声学原理设计的新型材料,其特点是材料有效声学参数——有效质量密度和体积压缩系数,互为共轭关系.通过对声学参数的有效调控,可以实现独特的声学现象,如声学激光模式和相干完美吸收模式.针对共轭材料对材料参数的要求极高且难以实现的问题,提出了一种共轭超材料简化设计,通过理论分析和数值模拟研究这种简化设计的特殊声学性能.研究表明,该简化设计可以实现共轭材料中的声学激光模式和相干完美吸收模式.同时,发现入射波的相位差和波束宽度不对称情况对两种模式均有明显的调控作用.研究将为设计各种声学装置,包括声学吸收器、声波激发和小声波调控等应用带来新的可能和前景. 展开更多
关键词 声学共轭超材料 声学激光模式 相干完美吸收 零折射
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盘绕型声学超构材料的近零折射率特性研究 被引量：4
4
作者 陈佳惠 蓝君 +1 位作者 王浩然 李义丰 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期695-701,共7页
近零折射率材料是一类等效质量密度和等效体模量的倒数同时趋于零或者其中之一趋于零的声学超构材料,在近零折射率声学超构材料中声波会表现出声速无穷大、高效声传输等特性,这些特性为声波调控带来了一些独特的应用.以圆形盘绕型结构... 近零折射率材料是一类等效质量密度和等效体模量的倒数同时趋于零或者其中之一趋于零的声学超构材料,在近零折射率声学超构材料中声波会表现出声速无穷大、高效声传输等特性,这些特性为声波调控带来了一些独特的应用.以圆形盘绕型结构为基本单元,该基本单元通过对空间的卷曲和盘绕,大大增加了声波在单元中的传播路径.通过对单个圆形盘绕型基本单元的等效参数进行计算,得到基本单元近零折射率特性所对应的频率点,以具有此近零折射率特性的结构为基本单元来构造声学超构材料.通过利用超构材料对刚性散射体进行不同方式的包裹以实现声隐身效应.此外,利用该基本单元对不同形状的弯曲波导管进行填充实现了声波隧穿效应. 展开更多
关键词 声学超构材料 近零折射率 声隐身 声波隧穿
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密度为零的零折射率声学超材料研究 被引量：1
5
作者 蓝君 李义丰 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期69-75,共7页
以普通波导管内部嵌入弹性薄膜为基本单元结构,构造了零折射率声学超材料.研究表明,在频率为fm=453.64Hz时能实现等效质量密度为零的零折射率超材料.在零折射率超材料两端接上截面积较大的普通波导管构造了复合零折射率超材料,利用声传... 以普通波导管内部嵌入弹性薄膜为基本单元结构,构造了零折射率声学超材料.研究表明,在频率为fm=453.64Hz时能实现等效质量密度为零的零折射率超材料.在零折射率超材料两端接上截面积较大的普通波导管构造了复合零折射率超材料,利用声传输线理论和声阻抗匹配理论,分析了该复合超材料中能量传输和轴向声压分布情况.理论和仿真结果表明:尽管在零折射率超材料与普通波导管之间存在极大的几何不匹配,系统在输入声波频率为fm和Fabry-Pérot(FP)共振频率时能实现声波完全传输,且在频率fm处具有相位超耦合和传输增强等特性.除此之外,当改变复合超材料中零折射率超材料的长度D和弯曲角度θ时,发现其在频率为fm时所具有的特性不变,而FP共振频率的大小会随零折射率超材料长度的变化而改变. 展开更多
关键词 声学超材料 零折射率 质量密度 传输增强
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基于指向性声源的声场分区控制研究
6
作者 沈国诚 石黎 +2 位作者 邹海山 卢晶 雷成友 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
声场分区控制系统向声场中不同区域传播不同的音频信息,由于声源的指向性使它在不同方向辐射的声功率大小不同,针对汽车座舱这一应用场景,研究声源指向性对声场分区控制性能的影响.首先,基于自由场的理论模型进行声场分区控制的仿真,针... 声场分区控制系统向声场中不同区域传播不同的音频信息,由于声源的指向性使它在不同方向辐射的声功率大小不同,针对汽车座舱这一应用场景,研究声源指向性对声场分区控制性能的影响.首先,基于自由场的理论模型进行声场分区控制的仿真,针对前区和后区分别为亮区的情况,分析不同位置声源对亮区和暗区声能量的贡献,研究声源指向性对声场分区控制性能的影响并给出定性解释.其次,通过优化两个闭箱扬声器之间的幅值比和相位差,设计具有不同指向性的组合源.最后,在消声室环境中使用组合源进行实验,比较使用不同指向性组合源得到的声场分区控制效果,并与仿真结果进行对比.结果表明,以前区为亮区时,声源指向性对声对比度有显著影响,通过调整组合源的指向性,分区控制效果可优于使用单极子声源得到的控制效果;以后区为亮区时,使用不同指向性声源得到的控制效果没有明显差别. 展开更多
关键词 声场分区控制 组合源 指向性声源 声对比度控制
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不同声学边界长空间内声场传播的相干模型 被引量：9
7
作者 陈妍 刘嘉俊 邱小军 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期26-33,共8页
由于长空间的特殊空间尺寸,基于传统室内声学理论所假设的扩散声场分布规律和混响规律在长空间不完全适用.基于几何声学的虚源法可以对长空间的声场的传播进行研究.然而,虚源法建模忽略了长空间中声线在边界多次反射产生的干涉效应.在... 由于长空间的特殊空间尺寸,基于传统室内声学理论所假设的扩散声场分布规律和混响规律在长空间不完全适用.基于几何声学的虚源法可以对长空间的声场的传播进行研究.然而,虚源法建模忽略了长空间中声线在边界多次反射产生的干涉效应.在虚源法的基础上,通过对虚源之间的相干求和,考虑了多次反射形成的无限个虚源之间的干涉效应,并且将各不相同的边界阻抗率加入到模型中,实现了一种预测矩形长空间中声场的传播的复虚源模型.实验所用长空间的墙壁分别是密度板和吸声材料,以模拟不同的阻抗边界.实验采用衰减系数逾量描述数值模拟和实际测量的结果.实验证明了所提理论模型的有效性,所提理论模型的预测结果可以较好地模拟出不同边界长空间声场的衰减趋势,反映出不同频率的声波在长空间中的传播趋势,比基于声线法的软件ODEON的结果更接近实验结果. 展开更多
关键词 相干模型 长空间 声场传播
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基于CNN-BiLSTM及ResNet网络的板中损伤TFM定位与检测研究 被引量：1
8
作者 颜劲夫 何其骏 +1 位作者 瞿业峰 李义丰 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期566-576,共11页
针对全聚焦(Total Focusing Method,TFM)成像技术因其耗时长,在工业应用中受限的问题,提出一种基于CNN-BiLSTM(Convolutional Neural Network-Bi-directional Long Short-Term Memory)网络的快速TFM成像方法,首先利用卷积神经网络从全... 针对全聚焦(Total Focusing Method,TFM)成像技术因其耗时长,在工业应用中受限的问题,提出一种基于CNN-BiLSTM(Convolutional Neural Network-Bi-directional Long Short-Term Memory)网络的快速TFM成像方法,首先利用卷积神经网络从全矩阵数据中提取关键特征,接着结合双向长短期记忆网络来预测金属板上损伤的区域位置,再使用TFM技术在损伤区域进行精确成像.为了进一步提升损伤检测的准确性,引入基于ResNet网络的损伤尺寸检测方法以实现对损伤大小的精确检测.为了验证方法的有效性,利用有限元分析软件ABAQUS建立三维铝板仿真模型,并通过模型变换构建神经网络数据集.实验结果表明,与传统全聚焦成像方法相比,CNN-BiLSTM网络展现出较高的区域定位精度,定位准确率达到95.26%,并具有显著的效率优势,平均定位速度提升了46.4%;同时,损伤尺寸大小的检测结果验证了基于ResNet网络的方法在损伤尺寸评估方面的有效性和准确性,在测试集上达到了99.26%的准确率. 展开更多
关键词 LAMB波 TFM 损伤检测 CNN-BiLSTM ResNet
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三明治型声子晶体中Lamb波传播特性的研究(英文) 被引量：4
9
作者 刘聪 徐晓东 +1 位作者 王敬时 刘晓峻 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期531-536,共6页
近年来,Lamb波在声子晶体板中的传播特性受到了研究者的广泛关注.在前人的研究基础上,本文利用传统的一维声子晶体板构建了三明治型声子晶体复合板模型,并运用有限元法研究了三明治型复合板的上下覆盖层对Lamb波禁带分布的影响.所谓三... 近年来,Lamb波在声子晶体板中的传播特性受到了研究者的广泛关注.在前人的研究基础上,本文利用传统的一维声子晶体板构建了三明治型声子晶体复合板模型,并运用有限元法研究了三明治型复合板的上下覆盖层对Lamb波禁带分布的影响.所谓三明治型声子晶体复合板即通过在传统一维声子晶体板的上下表面对称覆盖一定厚度的纯材料板得到.利用该模型,数值分析了不同三明治型复合板中Lamb波的传输谱,计算结果证明,当上下两覆盖层的材料为硬材料时,覆盖层对禁带分布的影响巨大,禁带随着覆盖层变厚迅速消失;另一方面,若上下两覆盖层为软材料构成时,可以发现一个新禁带的形成,并且随着覆盖层厚度增加逐渐趋于与原禁带合并.而对于覆盖层为中等硬度材料的情况,覆盖层对禁带分布的影响介于软材料和硬材料之间.研究结果表明:当声子晶体的结构保持不变时,该声子晶体的禁带分布可通过构建相应的三明治模型进行调节. 展开更多
关键词 声子晶体 带隙 LAMB波 有限元
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多孔弹性介质三层夹心板的隔声性能研究 被引量：17
10
作者 陈卫松 邱小军 《应用声学》 CSCD 北大核心 2008年第2期118-124,共7页
应用Biot关于流体饱和多孔弹性介质的声传播理论,采用传递矩阵的分析方法,就复合多孔弹性材料夹心三层板在不同结构情况下的隔声性能进行了理论研究和实验分析,并与同等条件下双层夹心板的隔声性能进行了比较。数值计算和实验结果均表明... 应用Biot关于流体饱和多孔弹性介质的声传播理论,采用传递矩阵的分析方法,就复合多孔弹性材料夹心三层板在不同结构情况下的隔声性能进行了理论研究和实验分析,并与同等条件下双层夹心板的隔声性能进行了比较。数值计算和实验结果均表明,与双层夹心板相比,三层夹心板在中高频段隔声性能有明显优势,但低频段隔声性能有一定程度上的下降。研究还表明不同结构的复合三层夹心板在隔声效果上也各有特色。 展开更多
关键词 多孔弹性介质 隔声 传递损失
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经导管注射微泡介导的体外超声溶栓实验 被引量：6
11
作者 郭梦娇 高顺记 +3 位作者 屠娟 刘政 章东 谢峰 《中国介入影像与治疗学》 CSCD 北大核心 2015年第3期169-173,共5页
目的探讨经导管血栓内注射微泡对体外超声溶栓的增强作用。方法取新鲜人血血栓40份分为4组,每组10份,实验1组:血栓内注射尿激酶和微泡+超声,对照1组:血栓内注射尿激酶和微泡+超声假照;实验2组:经外周循环注射尿激酶和微泡+超声;对照2组... 目的探讨经导管血栓内注射微泡对体外超声溶栓的增强作用。方法取新鲜人血血栓40份分为4组,每组10份,实验1组:血栓内注射尿激酶和微泡+超声,对照1组:血栓内注射尿激酶和微泡+超声假照;实验2组:经外周循环注射尿激酶和微泡+超声;对照2组:经外周循环注射尿激酶和微泡+超声假照,比较4组的溶栓率。超声频率1.0MHz,声压512kPa。另用超声激励MBDiO释放,观察治疗后血栓内荧光分布与强度。结果实验1组的溶栓率(37.70%±3.17%)显著高于实验2组(11.67%±1.13%)、对照1组(14.37%±2.22%)及对照2组(7.90%±0.68%,P<0.05)。血栓内注射微泡后,内可见大片强回声后伴声影,治疗后强回声区在血栓内有扩散。激光共聚焦显微镜观察实验1组治疗后血栓内可见大量明亮荧光信号分布,而实验2组治疗后的血栓内部基本无荧光信号。结论血栓内注射微泡和尿激酶介导的超声溶栓率显著高于经静脉给药方法。 展开更多
关键词 血栓形成 微泡导入法 溶栓
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一种声表面波NH_(3)传感器的研制及性能优化
12
作者 许峥 范理 +2 位作者 徐晓东 程利平 张淑仪 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期47-57,共11页
氨气(NH_(3))是人类生活与化工生产中最常见的气体之一.高浓度的NH_(3)对人体与环境会产生危害,需要开发高灵敏度的NH_(3)传感器对痕量的NH_(3)进行检测,因此,提出了一种用于室温下检测痕量NH_(3)的声表面波传感器.该传感器是在128°... 氨气(NH_(3))是人类生活与化工生产中最常见的气体之一.高浓度的NH_(3)对人体与环境会产生危害,需要开发高灵敏度的NH_(3)传感器对痕量的NH_(3)进行检测,因此,提出了一种用于室温下检测痕量NH_(3)的声表面波传感器.该传感器是在128°YX⁃LiNbO_(3)压电基底上生长一层还原氧化石墨烯(Reduced Graphere Oxide,RGO)敏感层,并通过真空溅射的方法在敏感层上镀一层铂(Pt)来进一步增强传感器的传感能力.实验表明,该传感器具有高灵敏度,在室温下对浓度为50 ppm的NH_(3)能获得8.68 kHz的频率偏移.此外,研究了湿度与背景气对传感器性能的影响,实验结果表明,较高的湿度有利于提高传感器灵敏度,并且传感器在氩气背景气中的灵敏度稍高于在空气背景气中的灵敏度.该传感器的响应与NH_(3)浓度呈线性关系,并且具有良好的可重复性与稳定性. 展开更多
关键词 声表面波传感器 石墨烯 NH_(3)传感器
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两种模态展开法预测结构辐射声功率时振动传感器数目的要求研究 被引量：5
13
作者 陶建成 邱小军 《应用声学》 CSCD 北大核心 2009年第4期283-290,共8页
在考虑模态幅度估计时采样点数目要求的基础上,比较了使用振动模态展开法和辐射模态展开法预测辐射声功率对速度传感器的数目要求。对于点力激励的小阻尼简支矩形板,发现激励频率低于第一阶本征频率时,使用辐射模态展开法所需的传感器... 在考虑模态幅度估计时采样点数目要求的基础上,比较了使用振动模态展开法和辐射模态展开法预测辐射声功率对速度传感器的数目要求。对于点力激励的小阻尼简支矩形板,发现激励频率低于第一阶本征频率时,使用辐射模态展开法所需的传感器数目较少;而激励频率在本征频率附近时,使用振动模态展开法所需的传感器数目较少。 展开更多
关键词 辐射模态 模态展开法 传感器数目
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穿孔板声阻抗模型研究 被引量：7
14
作者 葛俊 邱小军 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期379-386,共8页
穿孔板广泛应用于噪声控制及扬声器扩声系统等领域.除了每个孔自身的声阻抗以外,各个孔之间的相互作用对整个穿孔板的声阻抗也有一定影响.前人的研究中对于穿孔板声阻抗的处理有3种方法:简化的解析方法、实验方法和数值方法.其中前两种... 穿孔板广泛应用于噪声控制及扬声器扩声系统等领域.除了每个孔自身的声阻抗以外,各个孔之间的相互作用对整个穿孔板的声阻抗也有一定影响.前人的研究中对于穿孔板声阻抗的处理有3种方法:简化的解析方法、实验方法和数值方法.其中前两种方法有一定的限制条件;第三种方法虽然能较准确地模拟穿孔板的声阻抗,但在实用中还不够方便.针对上述问题提出了另一种简化解析模型来模拟穿孔板的声阻抗.把穿孔板上的每个孔看作一个声源,系统向外辐射的总声场为这些小孔分别向外辐射的声场的叠加.假定单个孔的辐射阻抗已知,以此为基础,计算其余孔与该孔的互辐射阻抗,这样可得到单个孔的总阻抗,从而求得整个穿孔板的总声阻抗.分别应用上述模型和以往模型来模拟两种不同穿孔情况的穿孔板的声阻抗,并进行比较.结果表明,频率升高,孔间的相互作用减小,两种模型模拟的声阻抗差异减小.孔间距增大,孔间的相互作用也减小.利用等效线路图法分别计算出采用这些穿孔板的实际扬声器系统的频响,并在消声室里进行测试.对于前盖板上穿一个孔的扬声器系统,两种模型模拟的结果与实验结果都很相似.对于前盖板上穿3个或7个孔的扬声器系统,上面提出的模型的模拟结果与实验结果更接近,以往模型的模拟结果与实验结果相差较大,尤其是中高频峰值频率的位置相差较多.这说明目前采用的模型更准确,当孔间距不是很大时孔间的相互作用对穿孔板的声阻抗有较大影响. 展开更多
关键词 穿孔板 声阻抗模型
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固体粘接界面的非线性共振特性研究 被引量：1
15
作者 滕旭东 孙健明 +2 位作者 肖齐 郭霞生 章东 《声学技术》 CSCD 2014年第2期104-107,共4页
研究考虑粘接界面非线性的条件下,双层固体粘接薄板的振动特性。将双层板间的振动耦合看作一组非线性弹簧,理论上运用分离变量等数学方法,求解得到粘接层的应力应变关系为线性条件下的解析解,以及考虑非线性参量时系统共振的数值解。通... 研究考虑粘接界面非线性的条件下,双层固体粘接薄板的振动特性。将双层板间的振动耦合看作一组非线性弹簧,理论上运用分离变量等数学方法,求解得到粘接层的应力应变关系为线性条件下的解析解,以及考虑非线性参量时系统共振的数值解。通过对双层铝板的环氧树脂粘接模型进行仿真研究分析,发现界面的共振频率随着界面粘接强度非线性参量的增加呈现先增大后减小的趋势,当界面强度弹性参量为300GN/m3时,共振频率的最大偏移量达到10%。在粘接强度退化早期,利用界面的非线性共振特性可以更好地检测粘接质量。 展开更多
关键词 非线性 粘接界面 共振
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虚拟声屏障系统中虚拟传感器位置的优化研究 被引量：2
16
作者 邹海山 邱小军 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期57-65,共9页
对于某一特定目标区域,虚拟声屏障系统的误差传感器阵列处于目标区域中某一最优位置,其降噪量最大.然而,误差传感器阵列处于目标区域中会妨碍人头的活动.使用虚拟传感器技术,将虚拟传感器布放于目标区域中,物理传感器布放于目标区域边界... 对于某一特定目标区域,虚拟声屏障系统的误差传感器阵列处于目标区域中某一最优位置,其降噪量最大.然而,误差传感器阵列处于目标区域中会妨碍人头的活动.使用虚拟传感器技术,将虚拟传感器布放于目标区域中,物理传感器布放于目标区域边界,可以解决此问题.前述最优位置即为虚拟传感器的理想最优位置.由于虚拟传感器处声压预测方法的限制,存在一个虚拟传感器的实际最优位置,虚拟传感器布放于实际最优位置时系统性能比布放于理想最优位置时好.控制声源与物理传感器距离较远时,即使虚拟传感器布放于实际最优位置,系统性能与误差传感器处于目标区域边界(不使用虚拟传感器)相比改进不大.然而,控制声源与物理传感器距离较小时,虚拟传感器布放于实际最优位置,与不使用虚拟传感器相比,系统性能提高明显,在550Hz以下低频,系统降噪效果有5dB以上的增加,取得10dB有效降噪静区的上限频率也大幅提高. 展开更多
关键词 虚拟声屏障 虚拟传感器 位置优化
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有源头靠系统中次级声源和控制电路的参数优化研究 被引量：1
17
作者 祖峰磊 吴鸣 邱小军 《应用声学》 CSCD 北大核心 2009年第3期177-183,共7页
在有源头靠系统中,针对次级声源和控制电路两部分对模拟反馈有源控制系统(ANC)参数进行优化。为了达到更好的噪声抑制效果,次级声源的有效辐射频带应和待控制噪声的主要频谱相近,在使用电动扬声器作为次级声源时,其谐振频率应在要控制... 在有源头靠系统中,针对次级声源和控制电路两部分对模拟反馈有源控制系统(ANC)参数进行优化。为了达到更好的噪声抑制效果,次级声源的有效辐射频带应和待控制噪声的主要频谱相近,在使用电动扬声器作为次级声源时,其谐振频率应在要控制噪声频谱的下端。在优化控制电路参数时,根据经典控制理论提出合适的目标函数,通过差分演化算法进行优化。在有源头靠系统中,可通过适当调整两通道间距离,或将两通道间耦合纳入参数优化算法中,以保证系统稳定性和抑制"水床效应"的影响。模拟和实验表明两种方法各有利弊。在实际应用中需根据不同需要采用不同的优化方法。 展开更多
关键词 模拟反馈 差分演化 水床效应
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基于融合特征矩阵和CNN模型的管道埋藏微裂纹超声导波定位
18
作者 颜劲夫 艾星 +3 位作者 何其骏 李佳惠 胡碗铷 李义丰 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期28-37,共10页
针对石化行业管道中埋藏微裂纹的检测和定位问题,提出了一种基于融合特征矩阵和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型的新方法.首先,使用ABAQUS软件建立包含埋藏微裂纹的三维管道仿真模型,并部署传感器阵列采集超声导波... 针对石化行业管道中埋藏微裂纹的检测和定位问题,提出了一种基于融合特征矩阵和卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型的新方法.首先,使用ABAQUS软件建立包含埋藏微裂纹的三维管道仿真模型,并部署传感器阵列采集超声导波信号.然后,提取并融合两类特征因子来构建融合特征矩阵:反映微裂纹非线性特征的零频分量和表征微裂纹位置信息的损伤指数.最后,将该矩阵输入到构建的CNN模型中进行训练和测试,实现了对管道中埋藏微裂纹的精确定位.仿真分析结果表明,与传统的高次谐波分量相比,零频分量对微裂纹的非线性效应更敏感;损伤指数可以放大原始信号中包含的损伤信息,对埋藏微裂纹的定位具有重要价值;CNN模型可以有效地从融合特征矩阵中提取微裂纹的位置信息,确定其空间坐标,为无损检测领域管道微裂纹的定位提供了新的思路. 展开更多
关键词 零频分量 损伤指数 融合特征矩阵 CNN
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高斯叠代法研究相控阵栅瓣的优化 被引量：1
19
作者 邱媛媛 许阳 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期782-787,共6页
高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)是一种新兴的治疗肿瘤的技术,将声波能量聚焦到人体组织内的靶区,产生热效应消融肿瘤组织,而不损伤正常组织.HIFU中的相控阵技术可以根据病灶区域的深度以及大小通过控制多阵元... 高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)是一种新兴的治疗肿瘤的技术,将声波能量聚焦到人体组织内的靶区,产生热效应消融肿瘤组织,而不损伤正常组织.HIFU中的相控阵技术可以根据病灶区域的深度以及大小通过控制多阵元发射声束的相位与幅度,实现焦点的精确控制,并可实现多焦点聚焦及电子扫描.相控阵在聚焦超声治疗应用中不可避免地受到栅瓣的影响,本文结合高斯声束叠加与相控阵技术中的伪逆矩阵算法研究相控阵的声场,并对栅瓣进行优化研究.该方法利用预设焦点参数并应用伪逆矩阵算法得到阵元的激励参数;然后将阵元近似拟合成一组高斯声束的叠加,通过高斯声束叠代计算声场.数值计算中以9×9二维相控阵列为研究对象;线性条件下,高斯叠代法结果与菲涅耳积分结果的误差低于1%,验证了该方法的可行性;二维相控阵在单焦点模式下减小阵元间距可以有效抑制旁瓣,但不能完全抑制.进一步的实验研究将进一步优化理论模型.本文的结果将有效促进相控阵聚焦换能器在HIFU中的应用. 展开更多
关键词 高强度聚焦超声 相控阵 伪逆矩阵算法 高斯声束
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活塞聚焦换能器引起温度提升的研究
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作者 刘晓宙 龚秀芬 卢莹 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期914-919,共6页
由于高强度聚焦超声的出现,活塞聚焦换能器引起的温度场日益受到重视。本研究基于生物热传导方程(Pennes方程)及高斯声束叠加法理论,给出了由活塞聚焦超声引起的温度提升理论模型,并计算温度场的横向分布。实验采用猪的肝脏组织和脂肪组... 由于高强度聚焦超声的出现,活塞聚焦换能器引起的温度场日益受到重视。本研究基于生物热传导方程(Pennes方程)及高斯声束叠加法理论,给出了由活塞聚焦超声引起的温度提升理论模型,并计算温度场的横向分布。实验采用猪的肝脏组织和脂肪组织,采用活塞聚焦换能器加热的方法,用热电偶测量可组织内的温度提升,并将计算结果与实验结果进行了对比分析。结果表明:在弱聚焦且声源强度小于3.0 wW/cm2的情况下,此模型可准确预测生物组织的温度分布,生物组织温度的提升主要决定于线性声场,并且与换能器参数有关,温度的提升随着换能器的声功率、频率、半径的增加而增加,随焦距的增加而减小,随媒质的灌注长度的增加而增加。 展开更多
关键词 高斯声束叠加法 Pennes方程 温度提升 活塞聚焦换能器
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