南京大学的有源噪声控制研究——纪念沙家正先生

沙家正先生是中国有源噪声控制研究的开创者,著名声学家、南京大学教授。详细讲述了南京大学有源噪声控制的研究过程以及沙正明、沙家正、田静、邱小军、杨军、邵军等人所做的研究工作,尤其是沙老师对中国有源噪声控制所做的贡献。

南京大学扬声器与传声器的声学测量——纪念沙家正先生

介绍了沙家正先生对电声器件及其系统的理论和测量所进行的研究,其中包括传声器自由声场灵敏度的非消声室测量、声柱的指向性、频响、效率和谐振频率,扬声器的声学理论及声学测量等,为中国电声事业的发展做出了突出贡献。

南京大学音频声学的发展历程——纪念沙家正先生

讲述了南京大学音频声学的发展历程,详细介绍了中国电声界的老先辈魏荣爵教授、周衍柏副教授以及当时的青年教师吴文虬、倪乃琛、沙家正、包紫薇、蒋渭鑫、龚秀芬、杜功焕、孙广荣、曹水轩、胡春年、陶擎天、赵其昌、吴启学等人对南京大学音频声学的发展所做的贡献。

疲劳金属材料非线性声学特性的实验研究

非线性声学方法在材料特性的无损检测中 ,特别是在微结构的变化及金属疲劳的检测中有很大的应用前途 报道了一种用接触换能器法测量材料的超声非线性系数的方法 ,并用此方法从实验上测量了不同疲劳程度的LY - 12铝合金棒的超声非线性系数 .此外还测量了材料的声衰减 ,并从理论上考虑了声衰减对样品超声非线性系数测量的影响 .实验结果表明非线性声学参量比线性声学参量对材料的疲劳程度更为敏感 .

多孔介质声学研究进展

多孔介质声学是近几年发展起来的应用性很强的声学分支。1956年Biot提出流体饱和多孔介质声传播理论,奠定了该声学分支的理论基础。1980年Plona用实验证实在流体饱和多孔介质中存在包括Biot慢纵波在内的三种体声波,对Biot理论的研究和应用起了巨大的推动作用。后来,人们对Biot理论进行了多方面的修正、完善,使其成为最成功的多孔介质声学理论,并广泛应用于资源的声波勘探和其它领域。

复合法布里-珀罗共振声学结构实现亚波长超声聚焦的研究

提出一种多通道的声学结构,实现超声平面波的亚波长聚焦。该声学结构由整数倍长度的亚波长孔径组成,所有的通道同时产生法布里一珀罗共振,含有亚波长信息的倏逝波与结构中的透射共振模式耦合放大,实现亚波长聚焦;进一步在结构表面添加凹槽,延拓结构表面的周期性,可提高特定频率处的透射增益和亚波长聚焦分辨率。研究结果表明该结构能够在宽频带实现亚波长聚焦,增加传输增益。该结构在医学超声成像以及治疗具有潜在的应用价值。

长阻抗管过渡过程对于测量声学参数的影响研究

提出了用单传声器以扫频获得传递函数来精确测量长阻抗管末端试件声学参数的测量方法.用正弦信号代替随机信号作为测试信号,可以显著的提高测量精度.但是对于长阻抗管,因为过渡过程时间较长,所以要消除过渡过程的不利影响.首先从理论上证明了冲击响应与扫频测量过渡过程时间之间的关系,接着提出根据冲击响应用施罗德积分来计算过渡过程时间的方法,然后从理论上分析了过渡过程时间与试件声学参数之间的关系,最后对多种试件进行测试,确定了过渡过程时间同声学参数之间的定量关系.理论分析和实验结果都表明,长阻抗管过渡过程时间随着试件吸声系数的增加而减小.为了保证测量精度,需要合理设定测量系统的延迟时间,以避免过渡过程的不利影响.

声化学基础研究中的声学问题

近年来,我们完成了一系列声化学基础研究工作。在本综述文中,将着重介绍我们有关声化学反应产额与各种声场参数之间关系的研究结果,这些声场参数包括声强、声功率、声辐照时间、声频率及声波波形等。

医学超声中的声学非线性研究

本文综述了医学超声频率和强度范围内出现的一系列非线性声学现象及其对医学诊断和治疗的影响。作为超声诊断的新参量,着重介绍非线性参量及其成像技术在生物组织特性的鉴别中的新进展。内容以我们近年来的工作为主,也提及有关的结果。

复杂声学环境中人耳附近空间有源降噪研究综述

复杂声学环境中人耳附近空间降噪是有源噪声控制研究的重要课题,目前采用的主要方法为有源降噪头靠(AHR)和虚拟声屏障(VSB).本文简述AHR与VSB的发展历史和研究现状,介绍其物理原理和设计方法,评述其在实际应用中的优缺点,讨论了目前存在的问题与未来相关的研究方向.已有理论、数值仿真和实验研究验证了相关技术在人耳附近空间产生静区的可行性. AHR系统需要较少控制源,系统相对简单易实现,但静区范围较小,结合虚拟传声器技术和人头跟踪技术后可实现随人头移动的静区,降噪频率可达中高频; VSB产生的静区范围较大,但控制源个数较多,系统复杂和成本高,可通过代价函数和控制源优化,以及主被动混合控制技术来提高有效降噪频率范围和减少控制源个数.

声学多层结构介质的研究进展

首先回顾了声学多层结构介质的研究历史,在此基础上简要介绍了近几年在声学多层结构介质特异声传输调控和原型声学功能器件方面的一些工作进展。从声学的角度,系统介绍了多层结构介质的有效介质理论,系统声学参数的各向异性近似,在声波隐身斗篷中的应用。通过严格散射理论推导和有限元数值模拟研究了声斗篷系统的近场声压分布和远场散射强度,发现该设计可在低频较宽的频带范围内显著降低被遮蔽区域的声散射截面;在此频率区间内,声信号散射截面随着频率的提高而增加,其截止频率由薄层厚度决定。最后对该领域的研究作了若干展望。

TeO_x薄膜的结构与声学特性研究

采用射频磁控溅射技术在不同条件、不同基片上制备氧化碲(TeOx)薄膜,并通过X线衍射、傅里叶变换红外光谱、X线光电子能谱等技术对制备的TeOx薄膜的结构和成分进行了分析。研制了TeOx/36°YX-LiTaO3结构的Love波器件,对Love波器件的延时温度系数(TCD)进行研究。结果表明,与36°YX-LiTaO3基片上制作的水平切变声波器件的延时温度系数相比,Love波器件的延时温度系数因TeOx薄膜的沉积而减小,故TeOx薄膜的延时温度系数为负值,其变化量取决于TeOx薄膜的制备条件和薄膜厚度。因此,TeOx/36°YX-LiTaO3结构Love波器件的延时温度系数可通过选择TeOx薄膜的制备条件和膜厚进行优化。

海水的非线性声学参量B／A的研究

本文对不同盐度、不同温度下的ＮａＣｌ溶液及按Ｌｙｍａｎ—Ｆｌｅｍｉｎｇ配方配制的人造海水的非线性声学参量Ｂ／Ａ进行了测量，并与文献中的计算值进行比较。结果表明，ＮａＣｌ溶液的Ｂ／Ａ值随温度的增加而线性增加，随盐度的增加略有增加，人造海水的Ｂ／Ａ值随温度的增加而线性增加，相同盐度的ＮａＣｌ溶液的Ｂ／Ａ的测量值与文献中的计算值基本相符，ＮａＣｌ溶液可近似模拟同样盐度的海水。

车内单座椅局部区域有源噪声控制研究

目前,汽车局部区域降噪主要通过有源降噪头枕来降低人耳处的噪声,但乘客的移动会影响降噪效果.结合人头跟踪系统可解决这一问题,代价是增加系统的复杂性和成本.以车门扬声器为次级声源,在副驾驶位置乘客头部周围较大的区域进行局部降噪,并优化误差传感策略提升其降噪性能.首先,建立轻度阻尼边界的闭空间声场有限元模型;然后,基于该模型研究了某一局部区域内取得3 dB降噪效果的频率上限、误差点数量和位置对降噪效果的影响以及误差点布放的优化问题;最后,在典型城市道路上进行不同车速下的有源噪声控制实验.结果表明,车速为50,60和80 km·h^(-1)时,副驾驶头部区域内(0.4 m×0.4 m×0.2 m)3 dB降噪的频率上限约为370 Hz,误差点位置对降噪效果有较大影响.采用遗传算法优化误差点选择可提高降噪性能,使用12个优选误差点即可达到使用75个均匀布放误差点的降噪效果.

声学研究现状

第15届国际声学会议(ICA)于1995年6月26—30日在挪威的技术中心城市Trond-heim召开。会议是在国际纯粹和应用物理联合会(IUPAP)领导和支持下,由挪威声学会主办的。国际声学会议每3年一次,下届会议将于1998年在美国召开,由美国声学学会主办。本届会议发表论文约600篇,内容遍及声学领域各个分支。概括起来,主要有以下几个方面。

密度为零的零折射率声学超材料研究

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.

盘绕型声学超构材料的近零折射率特性研究

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.

基于SVMD-EWT的超声组织谐波成像算法研究

针对超声组织谐波成像中宽带射频回波信号的谐波分离问题,提出了一种基于逐次变分模态分解(SVMD)和经验小波变换(EWT)的信号滤波算法,简称SVMD-EWT。其对信号进行逐次变分模态分解,收集窄带模态的中心频率。结合经验小波变换中自适应频谱曲线局部极小值寻找方法对模态进行分类。将判定为基波成分与谐波成分相互混叠的模态的能量作为优化经验小波变换模态边界的参数,设计经验小波滤波器对超声射频回波信号做滤波处理。仿真和实验表明相比传统的人为给定截止频率的带通滤波器和将发射反相位信号得到的回波信号相加滤波的脉冲反转法,本文提出的方法具有更好的滤波性能和稳定性。带通滤波器和本文方法滤波后生成的乳腺肿瘤谐波B超图对比度分别为15.77 dB和20.78 dB。

第九届近代声学国际研讨会在南京成功举办

2012年5月20日,值南京大学110周年校庆之际,由近代声学教育部重点实验室、南京大学声学研究所、中国声学学会、江苏省声学学会、水声信号处理教育部重点实验室联合举办的第九届近代声学国际研讨会（ISMA9）在南京举行。

基于CNN-BiLSTM及ResNet网络的板中损伤TFM定位与检测研究

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.