无网格FEM-BEM法计算舱室空间声传递函数

对于舱室空间低频声场计算问题,通常采用有限元法(FEM)或者边界元法(BEM),但是当封闭空间内部存在其他物体,又需要考虑外部激励对内场的影响时,直接采用单一的前述方法不能满足建模计算要求,而且这些基于网格的方法在前处理、光顺化处理等方面都存在不足。针对这些问题,将有限元和边界元法结合,并将其无网格化,这对于封闭环境的声场预测是一种新的尝试。首先推导了无网格FEM-BEM计算模型,对微分方程的离散、形函数构造等细节进行了详细阐述,然后以实际算例对提出的方法进行了验证,结果表明,无网格FEM-BEM方法和SYSNOISE的计算结果保持一致;进一步与实测结果的对比表明,该方法在低频率范围内,各测点平均声压级相对误差在5.26%以内。这说明,该方法不仅适用于复杂问题的计算,同时还具有良好的计算精度。

周期矩形轮廓声学散射体的散射性质预测算法及其应用研究

具有周期排列形式的散射体是建筑声学中一种常见的声学扩散结构,针对各种室内环境中最为常见的周期矩形轮廓散射体,基于光栅方程发展了一种散射性质预测算法,并利用此方法对矩形轮廓散射体的散射性质进行了预测及分析。先详细介绍预测算法的推导过程,此算法仅利用散射体的几何参数及入射波参数即可计算各个阶次反射波的能量,从而对散射性质进行预测。通过对不同算例散射系数的计算及对比证明了预测算法具有良好的正确性及计算效率,并利用预测算法对周期矩形轮廓散射体的散射性质进行分析。分析表明其具有缺级散射、对称散射性质,这些性质不但可以使周期矩形轮廓散射体在室内声学扩散问题中得到更加合理的应用,还使其有潜力在其他领域,如噪声控制、空间滤波等问题中发挥重要的作用。

利用小样品获取大尺度周期结构声散射系数的可行性分析

对不同尺度周期结构的散射性质之间关系进行了详细研究,首次给出了数值计算或工程应用中利用小尺度样品获取大尺度周期结构散射系数的准则。首先对不同尺度周期结构散射系数之间的关系进行了理论分析,证明了利用小样品的散射系数来等效大尺度试件散射系数的可行性;然后推导了计算散射系数的边界无网格数值计算模型BMM,并对不同形式的小样品进行了散射系数计算,结果表明,当小尺度样品的周期数与大尺度试件相同,且总面积至少为其1/2时,其散射系数可以作为大尺度试件的散射系数。这种等效不仅可以大大提高散射系数的计算效率,同时对工程应用中散射系数的快速估计或实验测量方法的改进都具有重要的意义。

一种低空环境下的空气声场反演方法

在低空区域环境,电磁波、光电类手段受地面干扰或通视影响,对目标检测的能力较为有限。开发低空环境下的空气声反演方法,可以增强地面声传感设备对低空声目标的空间分辨能力。通常,分布式组网声感知手段比固定感知形式的声阵列更具灵活性和推广性。针对低空环境下的声场反演问题,研究基于分布式传感的声场反演方法,提出通过分布式位置的声信号进行低空环境下声场中目标的反演处理,并进行了可行性验证。

一种基于分布式融合策略的声定位方法

随着城市环境中对各类目标声检测的需求的发展,开发分布式组网声探测手段越来越有必要。然而对于分布式组网声探测技术,当前的声定位方法对全链路的数据传输依赖程度较高,通信传输会带来巨大的带宽压力和很高的通信成本。因此,本文从能耗的角度研究分布式融合声定位的方法,提出通过分布式位置的声事件能量幅度进行目标的融合定位处理,并通过试验测试进行了可行性验证。验证结果表明,无线声感知网络可以在只接收幅度信息且激发少数节点的情况下实现对目标的定位,定位精度的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)不大于6 m。

GPS技术在城市园林管理中的应用分析

2I世纪标志着我国已经进入了以信息化技术为主的时代，针对我国目前的城市园林管理现状，数字化管理逐渐被推上了高潮，普遍的就是出现在了城市园林、土地、规划等诸多管理领域中。目前我国就是运用3s技术来实现数字化管理的理念，3s系统分别是指Rs（遥感技术）、GIs（地理信息技术）、GPs（全球定位系统），在本文中，就GPS技术在城市园林的管理应用中作出简要的分析。

浅析观赏园艺植物在城市绿化中的应用

对于我国来说，有“园艺大国”的美称，植物的种类相当丰富多样，而且地区差异较大。对于观赏性园艺植物来说，其种类比蔬菜、果树的还多，因此观赏性园艺植物的分类也相对比较多，本文就结合现价段的观赏性园艺植物按照其生长的特性进行分类，对其在城市化中的作用进行简要的分析。

封闭空间声场重构的多层等效源法

对于封闭空间内的多途反射声,传统的等效声源法将其等效为距离边界一定距离的单层等效声源体进行声场重构,然而等效源与边界的距离选取依据不确定。因此,为获得等效声源配置的最优距离,在等效声源法(ESM)的基础上构建多层等效声源,提出一种适用于封闭环境声场重构的多层等效声源法(MESM),并依据等效声源的空间分布的稀疏性来获得等效声源强度信息。首先给出多层等效源法的理论依据,其次通过数值计算以及实验测试两种方式对比验证了所提方法。数值结果表明:MESM相比于ESM可在600 Hz以上频段获得低5~10 dB左右的重构误差,但是200 Hz以下的低频重构误差会增加5 dB左右。实验结果表明:MESM可比ESM获得更低的重构误差。文章最后基于数值计算研究了所提方法的主要影响因素。研究表明:虽然MESM会比ESM耗费2倍的计算时间,但在整体频率范围内,MESM可在ESM基础上提升600 Hz以上的重构性能。另外,等效声源的层数和层内数目的改变不会影响声场重构性能,而当传声器数目较多、阵列位置随机、空间边界的吸声系数不是很大时,MESM可获得比ESM更低重构误差,特别是600 Hz以上的中频段区间。

室内粗糙表面声散射体掠入射角度散射估计

针对经典边界元方法对掠入射角度下的散射估计精度较低的问题,发展了一种边界无网格模型.此模型将散射体视为具有无限延伸的形式,避免了经典边界元法中薄板形式所导致的声压差问题,而且更加符合实际房间中散射体的存在形式;模型利用无网格算法实现数值仿真,可对任意表面形状特别是曲面散射体具有更高的仿真精度。利用边界无网格模型计算了不同形状散射体的散射系数及散射声场,并将结果与解析方法、测量实验进行了对比.对比结果表明,边界无网格模型可以准确预测散射体的散射性质,特别是对掠入射角度的估计要优于经典边界元法.研究结论可应用于室内声学散射体特征预测及优化设计,对提高声场扩散及室内音质水平具有重要意义.