基于声音特征的隧道衬砌空洞识别方法研究

目前隧道衬砌空洞检测以人工敲击判断为主,检测过程中由于受到检测人员水平、注意力等主观因素影响,检测结果存在较大不确定性,因此有必要研制一种智能化的检测装置实现空洞自动识别。文章开展了衬砌空洞敲击回声智能识别算法研究,通过提取隧道衬砌冲击回波的梅尔倒谱系数(Mel Frequency Cepstral Coefficient,MFCC)作为特征,针对敲击回声脉冲信号长度不一的特点,提出了变帧长MFCC优化算法,并面向小样本条件,建立了支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的识别模型。试验结果表明,该模型对衬砌空洞识别准确率可达89.9%。

科普视频双语字幕生成系统的设计与实现

利用云端语音识别引擎和机器翻译引擎,结合开源语音处理软件ffmpeg,设计并实现了一个科普视频汉英双语字幕生成的系统。将科普视频文件用开源软件提取音频内容,调用百度云端语音识别引擎(https://aip.baidubce.com/)联合汉语科普知识库,实现语音到汉语字幕及其时间线的转换;调用百度云端机器翻译引擎(http://api.fanyi.baidu.com/)联合汉英科普对译库,将汉语字幕翻译为英文字幕,并对应到汉语字幕的时间线上,最后生成科普视频的汉英双语云端语音识别字幕。本文利用真实科普视频评估了本文所提系统的处理能力,从汉语语音到英文字幕总正确(可懂)率为77.3%;进一步分析该字幕生成系统的人工用时,接近全人工处理的1/5,能够有效降低人工成本,提高科普视频汉英双语字幕的生成效率。

双层穿孔板共振器的非线性声学特性研究

穿孔板共振器由前面的穿孔面板和后面的空腔构成。在普通吸声材料不能胜任的高温高压等恶劣条件下，比如对飞机引擎、火箭发动机中的吸声处理，穿孔板共振器具有不可替代的作用。飞机引擎都将产生非常高的声压级，在高声压级下穿孔板共振器将产生非线性效应，即其声阻抗随声压级的变化而变化。

用非强迫共振法研究饱和岩石的黏弹性响应

通过Metravib热机械分析仪,用正弦振动对岩样进行加载,并以饱和岩石对正弦振动传播的黏弹响应,来模拟地震波在饱和岩石中传播时的黏弹性响应,以获取地震波在饱和岩石中传播时的黏弹行为。试验时固定静载为120 N,正弦波动载荷为80 N;在温度-40℃～100℃,频率5～400 Hz的范围内,对2种孔隙度的泵油饱和彭山砂岩样品进行单轴循环加载试验,以得到泵油饱和彭山砂岩的衰减、弹性模量、弹性波速度与温度的关系。由此研究饱和多孔岩石在弹性范围内的衰减、杨氏模量和弹性波波速随温度的变化规律。研究结果表明:随频率的增高,饱和多孔岩石的能量衰减峰的峰位向高温方向移动的热激活弛豫规律。利用阻尼衰减机制,解释了随振动频率提高,衰减峰的强度降低的试验结果。这些试验结果与低频共振的驻波试验得到的热激活弛豫规律一致,说明热激活弛豫机制在饱和多孔岩石中具有一定的普适性。与此同时,得到弹性模量和波速随温度升高而逐渐下降的一般规律,以及随频率的增高而增大的频散特性,但是样品的频散效应随温度升高有减弱的趋势。该频率和温度范围的研究结果对岩石理论模型研究具有指导意义,对地震资料的解释具有实用意义。饱和岩石的衰减研究对地震工程和勘探地球物理具有特殊的意义,尤其对勘探地热蒸汽库或天然气库有很好的实用价值。

饱和砂岩滞弹性弛豫衰减机理的探索

本文采用从法国引进的Metravib热机械分析仪用正弦波加载方式,首次对四种不同孔隙度的饱和砂岩的衰减进行了实验研究,在5～400Hz的频率,-50℃～100℃的温度范围获得衰减的热弛豫规律,由此求得它们的激活能和原子振动频率,其激活能和弛豫时间是处在原子和电子的激活能和弛豫时间之间.可见,在饱和岩石的晶粒间界缺陷处参与扩散的是原子、电子.并得出随孔隙度增大,衰减强度和激活能增大,原子的振动速率加快,弛豫时间缩短.在交变应力作用下,由多种矿物晶体胶结而成的饱和砂岩是一种多晶、多相的固体,由于内部结构复杂,损伤、缺陷广布,弛豫衰减是普遍存在的.饱和砂岩中存在的晶界、相界等许多缺陷,以及缺陷间的相互作用,比如饱和岩石中的饱和液体与岩石骨架之间的作用等等都可以产生弛豫衰减峰,弛豫过程还受晶界上原子扩散所控制.由于饱和岩石中的种种缺陷、相界等等导致上述矿物颗粒或晶界之间的多重弛豫,才使弛豫衰减峰变宽,分布宽度增大.用饱和砂岩中特有的饱和液体及砂岩内部结构的复杂性解释了饱和砂岩的衰减机理,很自然地将其宏观衰减特征与微细观结构紧紧联在一起.衰减及其机理的研究既具有科学意义,对地球物理勘探又具有实用价值.

饱和砂岩在温度和频率域的衰减和速度频散

利用Metravib热机械分析仪,在天然地震的频率和温度范围内,首次对泵油和甘油饱和两种孔隙度的彭山砂岩的衰减和速度频散进行了实验研究.结果表明,①泵油饱和彭山砂岩对频率和温度的依赖呈热激活弛豫规律;②杨氏模量和弹性波速度与孔隙度、温度呈负相关,与饱和液体的黏滞系数、频率呈正相关;③频散效应因频率上升而增强,因温度增高而减弱.这一规律性的结果为地震波理论研究提供了实验基础.

置于声源两侧的旁通管道噪声自抵消研究

利用轴流机械流动噪声的偶极子特性,把旁通管道置于轴流机械两侧,使其向两侧辐射的同幅反相声波相互抵消,从而降低其流动噪声。用平面波模型对噪声自抵消方法进行了分析,并通过仿真计算和实验研究进行了验证。研究表明:当旁通管有效长度为波长的整数倍时,插入损失最大;为半波长的奇数倍时,插入损失为零。与普通旁通管消声器不同,由于轴流机械辐射噪声主要为偶极子噪声,因此在趋于零的极低频段,旁通管自抵消系统的插入损失并不为零。频率趋于零时的插入损失与主管道和旁通管道的截面积比和有效长度比相关。平面波模型的理论结果与仿真计算结果以及空气管道实验结果在低频部分吻合较好,在中高频段平面波模型的峰值频率与仿真结果和实验结果略有差异。

概率密度分析法评判往复泵的故障状态

1、概率密度法原理 概率密度分析又称为幅值域分析,主要分析手段是幅值概率密度函数,其全面的描述振动的瞬时值,表示了概率相对幅值的变化率,因此它有很大的优点.不同的随机信号有不同的概率密度函数图形,可以借此来识别信号的性质.……

腔壁弹性对充水亥姆霍兹共振器声学特性的影响：圆柱形腔等效集中参数模型

研究了充水亥姆霍兹共振器的弹性壁对其声学特性的影响。建立了考虑壁面弹性的圆柱形共振器的等效集中参数理论模型,并在静水管路上进行了实验验证。从共振器的共振频率、激励声压与腔内声压的传递函数以及共振器的传递损失等方面阐述了弹性壁的影响,并对刚性壁假设和弹性壁结果进行了比较。理论和实验都证明了腔壁弹性对亥姆霍兹共振器的声学特性有很大的影响。

充水阻抗管中测量材料声学性能的校准方法研究

提出了一种在充水阻抗管中,应用传递函数测量材料声学性能的三参数校准方法。在双传感器传递函数法的基础上,考虑充水阻抗管中水听器间不一致性和管内结构对声场局部扰动等因素的校准,导出了三个综合的无量纲校准参数。通过改变充水阻抗管中测量面的三个已知反射系数,测量出对应的三个传递函数,可以求出这三个校准参数。在充水阻抗管中分别对水/空气界面和一种水声材料进行了测量试验,应用该方法对测量结果的进行了校准,并对校准前后的结果进行了分析比较。

黏弹性吸声材料复弹性模量优化研究

针对黏弹性材料吸声效率问题,利用分层介质声传播理论和数值算法优化了不同物理条件下材料的复弹性模量。采用参数等效的方法分析了含气泡黏弹性材料的声学特性,并给出了此种材料优化后的弹性模量曲线。根据物理模型计算了一定边界条件下材料复弹性模量等吸声系数曲线,得到了几种背衬条件下黏弹性材料吸声系数大于0.8的弹性模量和损耗因子范围。研究表明调节黏弹性材料的复弹性模量可以有效提高材料的吸声性能,吸声系数大于0.8时其弹性模量和损耗因子范围在不同背衬条件下差异较大,发现一定厚度的钢背衬会降低调控复弹性模量的难度,对含气泡黏弹性材料的计算也可得到类似结果。

激光测振有限元反演优化方法测量黏弹材料动态力学参数

基于非接触式光学测振和有限元反演对黏弹材料复模量的测量进行了理论和实验研究。针对反演精度受测点选择影响显著的问题进行了误差分析,推导了灵敏度矩阵的计算公式;得到了反演误差的计算方法;找出了影响反演精度的主要误差来源;通过测点优化,提高了泊松比测试精度。利用温频等效原理,在常压、变温条件下对橡胶样品进行了温频等效测量,实验研究表明,该系统可以以较少的温度台阶获得材料主曲线,反演结果与动态机械分析仪(DMA)测试结果误差在10%以内,进一步印证了反演系统的有效性。

谐振管形状对热声发动机内非线性声场的影响

研究了谐振管一端受活塞声源激励,另一端刚性封闭条件下,管道形状对热声发动机谐振管内部非线性声场的影响。基于流体力学基本方程建立了渐变截面谐振管内一维非线性声场的模型,考虑了黏性耗散及非线性效应的影响。利用伽辽金法数值求解了该模型的速度势方程,分析了谐振管形状、活塞振动速度及激励频率对管内声场的影响。将双曲形、指数形、锥形、正弦形等四种变截面谐振管内的非线性声场与圆柱形直管的情况进行了比较。结果反映了谐振管内声场的压力波动受活塞振动速度及谐振管形状的影响;显示了当活塞振动幅度较大时,谐振管内出现的波形畸变、频率曲线偏移、共振频率滞后等非线性现象;揭示了变截面谐振管在抑制管内的高阶谐波及提高压比等方面的优越性。