梅尔频率倒谱系数在声带息肉手术前后嗓音分析中的价值研究

目的 本研究拟通过提取患者嗓音中的梅尔频率倒谱系数(MFCC)指标,探讨其在声带息肉手术前后嗓音分析中的临床价值。方法 回顾性分析于2018年1月—2019年8月行声带息肉手术且术前及术后1个月均行嗓音评估的患者41例,男31例,女10例;平均年龄(42.9±11.4)岁。另选取无声嘶且无声带病变的正常受试者21例作为基线对照。使用基于Python编程语言的librosa语音处理包进行MFCC特征提取,分别提取每位患者的MFCC均值,MFCC方差与MFCC标准差,使用配对样本t检验比较声带息肉手术前后上述各MFCC特征的差异。结果 声带息肉患者术后MFCC均值1.25±1.01、MFCC方差561.34±154.98及MFCC标准差21.74±4.03比术前MFCC均值6.81±2.05、MFCC方差1 019.66±295.87及MFCC标准差34.37±6.63显著下降,差异具有统计学意义(t=18.596,P=0.000;t=10.338,P=0.000;t=11.852,P=0.000)。声带息肉组患者术后1个月其MFCC均值、MFCC方差及MFCC标准差与正常受试者相比差异均无统计学意义,表明绝大部分声带息肉患者术后嗓音得到良好的恢复。结论 本研究首次探索了MFCC在声带息肉手术前后嗓音分析中的价值,MFCC各特征可作为评估声带息肉术后嗓音恢复的指标。

基于脉搏波频域梅尔频率倒谱系数特征的高血压危险分层预测模型

目的 为改进基于人工智能技术高血压时域脉搏波分类模型精度低、泛化性能差的问题,提出一种基于融合注意力机制的频域脉搏波预测模型。方法 首先将时域脉搏波转换为频域梅尔频率倒谱系数特征,增强脉搏波区分度,采用时间卷积网络与Transformer 结构提取脉搏波深层特征,并将自注意力机制与选择性内核注意力进行决策融合,提取脉搏波关联特征,并采用Floodings正则化方法间接控制训练损失,防止过拟合发生。针对上海中医药大学附属龙华医院及上海市中西医结合医院提供的527例临床脉诊数据,进行5折交叉验证实验。此外,采用梯度提升决策树算法统计脉搏波频域特征的贡献率排名,分析影响模型分类精度的关键因素,为中医临床辅助诊断提供参考价值。结果 本研究提出的模型分类评估指标准确度、F1值、精确率、召回率和AUC值分别为0.939 6、0.924 9、0.940 9、0.929 5和0.993 4。脉搏波的静态特征、一阶差分和二阶差分系数的贡献率相对均衡,说明高血压危险程度不仅与脉搏波的静态特征相关,也应当考虑脉搏波的动态特征。结论 与典型脉搏波分类模型相比,本研究提出的模型具有较高的分类精度和泛化性能。

基于基音频率的数字化音乐情感分类方法

为提升音乐分类准确率,提出基于基音频率的数字化音乐情感分类方法。其中通过添加滤波器对音乐信号进行预加重,引入帧移实施分帧处理,使用截断函数实施截断处理。基于多项式拟合设计AMDF基音频率检测算法,对预处理后的音乐信号进行数字化分析。提取Mel频率倒谱系数、线性预测倒谱系数、共振峰参数等特征参数。基于CNN-LSTM构建音乐情感分类模型,完成数字化音乐情感分类。实验结果表明,该方法在不同情感类别与不同帧移大小下,分类准确率均较高,误报率均较低,性能较好。

基于梅尔频率倒谱系数的语音清晰度DRT识别

语音清晰度在通信终端、设备系统语音识别方面具有重要意义。本文对110dB噪声干扰下采集到的语音信号进行谱减法降噪,双门限端点检测提取发音字段,然后提取梅尔频率倒谱系数(MFCC),再将其进行差分计算,得到一阶和二阶分量,结合短时能量作为语音信号的特征参数,最后通过动态时间归整(DTW)进行相似度识别。实验表明,本文算法对汉语清晰度诊断押韵测试(DRT)字表的测试结果高达92.90%,有良好的识别率。

尺度效应对低Reynolds数下微/小柱群通道内对流换热的影响

引言自20世纪90年代,随着超大规模集成电子及微电子机械系统（MEMS）的迅猛发展,其散热问题逐渐成为一个研究热点[1],而柱群结构是解决这一问题的重要方法之一。柱群能大幅增加换热结构的面体比,同时柱之间的相互扰动使流动发生转捩,从而能对高热通量场合进行有效冷却,

基于低Reynolds数k-ε模型的超临界流体对流换热的快速计算模型

基于边界层理论,针对管内变物性湍流流动,建立了一种简单的数值模型,对超临界压力下水在直管内的湍流强制对流换热进行了数值研究。计算结果与实验数据比较表明,该数值模型不仅能正确地反映超临界工况下压力、质量流速和壁面热通量等参数对传热系数的影响,而且整个计算过程简洁而高效;计算中分别应用了两种均由Jones和Launder提出的低Reynolds数k-ε湍流模型(JL模型),发现JL1模型(c_1=1.55)适用于常物性管流,但在模拟超临界工况时计算值比实验值偏低很多;JL2模型(c_1=1.45)明显高估了常物性管流的传热系数,但在模拟超临界工况时在大部分参数范围内有着良好的预测精度。

低Reynolds数净化器除尘效率的计算流体动力学仿真与优化

为研究低浓度下等离子体空气净化器内粒子流动特性以及粒子的捕获过程,建立了静电场、气体流场和粒子运动场耦合的气固两相流Eulerian-Lagrangian混合湍流模型。运用有限差分法计算了多场耦合作用下不同空气流速、施加电压和粒子粒径对粒子运动轨迹的影响。将数值预测与试验结果进行了对比验证,较符合:不同流速(0.5、1.0、2.0 m/s)下的最大偏差为8.9%;不同线电压(6.8、7.2、7.6 kV)下的最大偏差是3.8%;不同粒径(2、5、10μm)下的最大偏差是6.8%,研究论证了该模型能较好地模拟除尘过程,在指导小型家用净化设备的设计和优化过程中有一定的应用前景。

Reynolds数对大攻角细长旋成体绕流滚转角效应影响的数值研究

使用低耗散的Roe格式,数值模拟了Reynolds数(Re)对大攻角细长旋成体绕流滚转角效应的影响。模型头部加了几何小扰动块以引发流场的不对称。在较大的Re数(Re=105)下,本文的计算结果与实验是相符的,此时细长体的滚转会导致双稳态、双周期现象,即侧向力随滚转角呈现类似方波形式的双周期变化,方波中侧向力基本保持不变的状态对应于流场的正则态,且两个正则态的侧向力方向相反,方波中侧向力基本保持不变的状态对应于流场的正则态,且两个正则态的侧向力方向相反;而在较小的Re数(Re=4000)下,如果扰动足够大,细长体的滚转将导致不同的双稳态现象,此时两个正则态的侧向力方向相同,而在较小扰动下双稳态现象不再出现;Re数更小时(Re=1000),即使在较大的扰动下,双稳态现象也不再出现,侧向力随滚动角仍是连续变化的。本文的计算结果表明,Re数越小,流场对头部扰动的感受性越弱。

飞行器低Reynolds数层流分离理论探讨

低Reynolds数流动由于自身特点导致气动特性严重恶化,非定常、非线性效应突出且预测困难,加之相关基础理论研究不足,给以临近空间低速飞行器和高性能微小型飞行器为代表的低Reynolds数飞行器的开发和研制带来了瓶颈和挑战.首先概述了飞行器低Reynolds数的范畴、低Reynolds数空气动力学的主要问题与挑战.随后从低Reynolds数层流分离基础理论出发,依次介绍了低Reynolds数层流分离经典理论、低Reynolds数层流分离非定常流动特性、低Reynolds数后缘层流分离泡.在此基础上,通过对经典长层流分离泡与后缘层流分离泡力学特性的差异以及随攻角和Reynolds数的演化规律的详细分析,逐步揭示了一些低Reynolds数复杂气动效应的本质,如小攻角升力系数的非线性效应,翼型随Reynolds数下降气动特性的二次恶化效应等.最后对低Reynolds数流动基础理论的发展过程进行了总结,并对层流分离诱导转捩及再附效应等复杂流动问题进行了展望.

非定常流动情况下Womersley数和Reynolds数对腹主动脉瘤流动的影响

目的 讨论非定常流动情况下 ,各参数对管壁压力和壁面切应力的影响 ,进而分析血液流动对内皮细胞和血管弹性的影响。方法 应用两维对称模型模拟腹主动脉瘤中的非定常流动。结果 Womersley数和Reynolds数越大 ,流动状态越复杂 ,涡的强度越大 ,对壁面切应力和压力都有很大的影响。结论 壁面切应力和压力长期且快速的改变对内皮细胞和血管的强度产生影响 ,进而影响到动脉瘤的形成。

中等Reynolds数线性剪切泡状流的液相雷诺应力

Analytical investigation of liquid Reynolds stress in shear bubbly flow with intermediate Reynolds numbers is absent.In this paper, the velocity field around a sphere bubble in linear shear liquid is assumed to be the linear superposition of the velocity field of uniform liquid passing a sphere bubble and the linear shear velocity field.The formula of shear liquid Reynolds stress was derived by averaging the velocity field in the cell-ensemble averaging method, and the formula was corrected under conditions of intermediate Reynolds number.The formula was compared with that of Sato, and the predicted results of local liquid velocity of the fully developed upward bubbly flow in pipes were compared with the experimental data.The results show that the formula is valid and accurate in prediction.

低Reynolds数下双层液膜的空间-时间不稳定性研究

分析了黏性分层双液体薄膜在空间-时间发展扰动下不稳定的触发状况.已有的研究结果给出了在零Reynolds数极限情况下,流动在时间发展模式下不稳定的论断,而这里的空间-时间发展理论却表明,在同一极限下,液膜的流动其实是中性稳定的.该文分析了这种差异及造成差异的原因.通过对能量方程的研究还找到了一种在时间发展模式下没有发现的新不稳定机制,并将这种机制与扰动对流现象的非Galilei不变性相关联.

协方差驱动随机子空间辨识的参数敏感性分析

协方差驱动随机子空间辨识(Covariance-driven Stochastic Subspace Identification,SSI-cov)是近年来发展较为成熟的工作模态分析方法。针对其识别精度和效率对参数设置具有较高敏感性的问题,基于敏感性分析方法,利用奇异熵增量跳跃点明显程度、频率平均识别误差、阻尼比总变异系数、振型平均模态置信因子、运行时间5种评价指标以及稳定图,通过一经典五自由度层模型仿真算例,研究Toeplitz矩阵行块数、采样频率、数据长度对SSI-cov识别结果的影响规律。并给出既能满足精度要求又可控制程序运行时间的参数建议取值范围。最后,通过一缩尺三层框架模型在白噪声激励下实测数据对提出的根据SSI-cov改进参数设置进行验证,结果表明提出的各参数建议取值范围均较为合理。

三角槽道低Reynolds数脉动流的流动特性分析

以水为工质对三角槽道低Reynolds数脉动流的流动特性进行了实验研究与理论分析。通过流动实验,分析了Reynolds数(Re)、Womersley数(W)、脉动振幅(A)等参数对流动阻力的影响。同时,建立了脉动流压降的数学模型,从理论层面解析了各脉动参数对流动阻力产生影响的作用机理,揭示了瞬时流速曲线与瞬时压降曲线之间相位差产生的原因。研究发现,相较于稳态流,脉动流会增加流动阻力,这是因为脉动流压降方程中存在三角函数项Δp_r,其周期平均值P始终大于0;就脉动参数而言,W对总压降的形阻压降部分影响较为显著,而A与总压降呈正相关;相位差的产生是由于总压降方程中存在加速度压降,而相位差的大小取决于沿程阻力、形阻压降、加速度压降三者对总压降波动的影响程度。

过渡Reynolds数下Stokes层的间歇湍流特性

针对典型的过渡Reynolds数Re=495,以壁面的表面粗糙度为激励,用数值模拟的方法研究了Stokes层的间歇湍流特性,分别从壁面平均速度梯度、平均速度剖面以及Reynolds应力等方面进行了分析.发现平均速度剖面在一个周期的大部分相位下并不符合对数律,只有减速阶段的极少数相位处与对数律符合得较好;将Reynolds应力与不可压缩边界层的结果进行了对比,发现两者从分布上很相似,包括峰值大小及位置,但二者在湍流核心区存在较大的差异.以上特性显示出Stokes层过渡阶段间歇湍流的强非平衡性.

双大Reynolds数问题的混合方法

讨论双大Reynolds数问题,首先将解析解分解为光滑部分和奇性部分,对这两部分都做了上界估计;然后将解析解进行2阶渐近展开;最后提出混合算法.混合算法的主要思想是引入过渡点将区域分为粗网格区域和细网格区域,在这些网格区域采用等步长.在细网格区域采用有限元法,在粗网格区域采用迎风差分格式.混合算法结合了渐近解、数值解和BVT法的优势,是一个实用、有效的算法.

超声速气膜气动光学效应与Reynolds数相互关系实验研究

目前,随着相关项目研究的不断推进,如何在高Reynolds数下研究其对气动光学效应的影响成为重要命题.通过设计变Reynolds数气动光学效应实验平台,模拟的单位Reynolds数可以在7.2×10~6~2.2×10~8m^(-1)范围内变化.搭建的基于背景纹影(background oriented schlieren,BOS)的波前测试系统可以达到6 ns的时间分辨率.此系统测量的平凸透镜波前结果表明:实验测量结果与理论计算结果的误差在±4%以内.通过测量9种不同Reynolds数下的超声速气膜瞬态波前数据,分析结果表明:在高Reynolds数条件下,Reynolds数对于超声速气膜气动光学效应的影响比较明显,通过对实验数据进行函数拟合发现OPD_(rms)∝Re(0.88),与推导结果 OPD_(rms)∝Re^(0.9)十分接近;利用小波分析方法研究了高Reynolds数条件下气动光学效应沿流向的分布特征,发现OPDrms的低频部分(信号的主体)先降低后升高,但是高频部分的震荡幅度先升后降.分析认为OPD_(rms)的低频部分主要受到流场整体结构的影响,而高频部分更多地受到涡的空间分布影响.

Mel频率倒谱系数平滑的耳机均衡

适当均衡耳机到鼓膜的传递函数可有效提高耳机声重放效果。耳廓与耳道滤波效应引起的幅度峰谷有助于人耳听觉感知,以平直幅频响应为目标的幅度均衡无法保持适当的峰谷。该文提出了基于roex滤波器与Mel频率倒谱系数的耳机到鼓膜的传递函数平滑方法,用于模拟人耳听觉感知特性和平滑耳机到鼓膜的传递函数,使均衡后的幅频响应保持相应的峰谷,避免了幅度峰谷过渡均衡。实验结果表明,进行耳机到鼓膜的传递函数平滑的幅度均衡对提高耳机的音色有显著作用,基于Mel频率倒谱系数平滑的幅度均衡对提高耳机的音色最为显著。

地下综合管廊燃气泄漏数值模拟研究

为研究燃气在地下综合管廊内不同几何结构顶部泄漏和扩散情况,通过Ansys Fluent软件建立拱顶、尖顶和平顶3种结构的管廊燃气泄漏数值模拟模型,分析燃气在不同结构管廊内的扩散规律。研究结果表明:管廊结构会影响燃气扩散情况,泄漏后燃气倾向于向管廊顶部积聚;燃气分层与管廊结构相关,其中拱顶结构分层相比尖顶和平顶更稳定;管廊结构会影响燃气扩散速度,其中拱顶结构内扩散速率相对最低,该结构可降低爆炸风险;本文管廊扩散预测模型的最大相对误差为4.57%,该模型能较准确预测燃气泄漏扩散情况。研究结果可为地下管廊的安全性研究提供一定参考。

低Reynolds数翼型绕流主动控制技术

在低Reynolds数条件下翼型绕流的上表面边界层由于抗逆压梯度能力变差容易发生流动分离从而形成长层流分离泡.分离泡通常是非定常的会诱发边界层的转捩、再附并形成湍流边界层.这个过程会使翼型的气动性能急剧下降并伴随着强非线性效应.转捩后形成的湍流边界层也会产生高摩擦阻力.针对这种现象文章以NACA0012翼型为例通过隐式大涡模拟研究了有效的主动控制方案.为了统一分离控制技术和湍流边界层减阻技术研究了在平板或槽道湍流中取得较好控制效果的壁面垂向反向控制方案.首先利用隐式大涡模拟研究了低Reynolds数条件下NACA0012翼型绕流的流场特征.其次分析并验证了反向控制方案在分离区控制流场的可行性发现反向控制在分离区的作用相当于基于流场信息的壁面抽吸控制且控制具有实时性和高效性控制抽吸了前缘的低能流体使得翼型前缘附面层变薄并增强了其抗逆压梯度的能力较大程度提高了翼型的气动性能.最后在湍流边界层验证了其减阻控制效果发现反向控制阻断了流向涡的法向输运抑制了涡结构的发展并减弱了猝发过程使得湍流的高摩阻力得到了有效降低.