Experimental Evaluation of Transmission Loss of a Glass Cylinder Tube Containing a Fluid

Transmission Loss (TL) of a glass cylinder tube containing a fluid is studied experimentally. This test specimen represents a typical double layer panel including a fluid. The tests are carried out by using a modified four-microphone standing-wave (impedance) tube for specimens with different lengths, 15 and 30 mm. Each cylinder tube is tested filled with one of the fluids at a time. The fluids are air, water, motor oil and a nanoparticle fluid (in absence of magnetic field). The effects of the cylinder length (thickness), impedance tube terminations, and the containing fluid are discussed. The increasing of the thickness led to an increase of the TL values and a decrease in resonance frequencies. Also, the addition of liquid middle layer led to considerable increase of the TL.

基于声电类比的低频消音结构优化设计

基于声电类比,设计了与电滤波器性能相似的低频消音结构,并结合传递矩阵法和模拟退火法,构造了声学结构的优化设计策略。首先,采用归一化方法,以四阶切比雪夫高通电滤波器为基准,设计了电学带阻滤波器;然后,基于声电类比,将电路中的电感电容转换为声学结构中的细管和圆柱腔,构造了消音结构原型,并利用传递矩阵法,建立其数学模型,推导声波传递损失表达式;最后,结合声学结构的数学模型和模拟退火法,以有效衰减带宽最大为目标,以消音结构的尺寸参数为变量,对原型结构进行优化设计。结果表明:基于声电类比,能获得合理的消音结构原型,克服了仅依靠经典消音结构进行设计的局限;结合推导的传递损失数学模型和模拟退火法,对消音结构原型进行参数优化,能显著提高其消音效果,表现在传递损失超过20 dB的带宽拓宽至410~2 165 Hz,是优化前带宽的202%,特别是优化后的结构克服了原型结构在466~537 Hz频率内不能实现有效消音的缺陷,获得了连续的大跨度有效带宽,且传递损失曲线平均增幅达22.8%。

环状气囊水消声器声学性能的预测与分析

水消声器作为一种有效的噪声控制装置被广泛应用于水管路系统。分别使用模态匹配法和有限元法对环状气囊水消声器的声学性能进行仿真计算,分析气囊水消声器声学特性的原理,并研究气囊水消声器不同媒介间的特性声阻抗大小关系对消声性能的影响规律。计算结果表明:由于阻抗失配关系,在气囊水消声器中气体对声波的传递起主要反射作用。随着橡胶的特性阻抗增大,橡胶会对从水中传递过来的声波起到一定的阻碍作用。当气体体积被压缩时,气体对声波的反射衰减效果会逐渐减弱,从而使得气囊水消声器的传递损失曲线整体幅值下降,消声性能减弱。

圆孔非线性声阻抗三维时域仿真与特性分析

为研究有限振幅声波作用下圆孔的非线性声学特性,提出了基于三维时域计算流体动力学(CFD)仿真的圆孔非线性声阻抗提取方法,通过求解层流方程来模拟声信号在圆孔及上下游的传播,以及采用横向周期性边界条件来考虑高穿孔率时圆孔之间相互作用的影响。研究了不同幅值声波作用下孔径、厚度和穿孔率对声阻抗的影响规律,通过对质点振速幅值、频率和板厚等组成的无量纲参量进行非线性回归分析,得到了圆孔非线性声阻抗的拟合公式,并将其转换为可考虑多频声波影响的时域模型。最后结合声阻抗时域模型和有限差分方法计算了直通穿孔管消声器在小振幅和有限振幅声波作用下的传递损失,通过与实验测量结果的比较,验证了拟合公式的准确性和实用性。

汽车消声器声学特性的声传递矩阵分析

根据声传递矩阵法,分析了一种汽车消声器的传递矩阵,计算了该消声器的传递损失。并利用M ATLAB软件,分别分析了进气管内伸长度、排气管内伸长度、支撑板间距、穿孔直径、穿孔管壁厚、穿孔管直径对消声器传递损失的影响。结果表明:从总体趋势上看,进气管内伸长度越大,消声器的平均传递损失越大,但内伸长度为30 mm时消声器的平均传递损失最大;排气管内伸长度越大,消声器的平均传递损失越大,但内伸长度为30 mm时平均传递损失最大。支撑板间距对消声器传递损失影响较小,但当支撑板间距为原始长度时,消声器的平均传递损失最大。穿孔直径越大,消声器的平均传递损失越大。穿孔管壁厚越大,消声器的平均传递损失越小。穿孔管直径越大,消声器的平均传递损失越小。

配电网重构的最小可行分析对象及其快速算法

提出一种配电网重构的快速算法。基于网络简化给出了"元环"的概念,并结合辐射型配电网节点阻抗矩阵元素的特点和负荷与支路有功损耗的定量关系,证明了元环为配电网重构的最小可行分析对象。在此基础上,构造了反映负荷在元环路径上引起有功损耗大小的负荷耗散分量和路径耗散因子,并通过分析路径耗散因子的性质给出一种新的支路交换启发式规则,进而提出一种改进的支路交换算法:先由开断开关两端节点的负荷耗散分量之差确定网络中元环的处理次序,再依据新的启发式规则确定各元环中应断开的支路,这样反复操作即得配电网重构的最优方案。IEEE69节点配电系统的仿真分析表明,所提方法得到最优重构方案的速度快且可靠,能够应用到复杂配电网络重构。

基于直流潮流的网损微增率算法

介绍了一种基于直流潮流的网损微增率新算法直流雅可比矩阵法,该方法以直流潮流为基础,引入虚拟网损负荷变量并构造出带有松弛负荷变量的有功不平衡方程雅的可比矩阵,在解潮流过程中只需求解n阶矩阵的转置矩阵,即可获得各个节点的网损微增率。算例表明,直流雅可比矩阵法在计算速度和优化结果等方面都具有很大的优越性。

传递矩阵-驻波管法研究材料隔声性能

从材料内部声场变化以及材料外部声场变化2个方面研究了材料的隔声性能。首先利用传递矩阵法详细分析了层合复合材料的隔声特型,理论推导了垂直入射平面波声压透射系数和隔声量随密度、声速、厚度以及频率变化的关系式。从实际测试的角度介绍了对材料进行隔声量测试的四通道传声器驻波管法原理,并对其使用的数学计算公式进行了推导。在理论与实际的基础上,分别对一定厚度的钢板和复合材料进行了理论仿真计算和实验测试,结果表明二者基本吻合。

二维涡流磁场等效电路的矩阵分析方法

基于矩阵分析思想,利用系统回路法和节点法分别推导了包含有多匝线圈和实心导体的二维涡流磁场的精确等效电路模型,推导了考虑涡流效应等效电路的阻抗计算公式,以及场路耦合问题中总损耗的计算公式,在等效电路模型中,具有涡流效应的实心导体用支路电路代替,最后将提出的方法应用于实际变压器的计算。

网损微增率新解法与转置雅可比矩阵法用于有功优化计算的比较

介绍一种计算网损微增率的新算法———导纳矩阵法 ,将其用于电力系统有功功率经济分布计算 ,并将计算结果与转置雅可比矩阵法的计算结果进行比较。比较结果显示 。

阻抗管中的隔声量测试方法

介绍了在阻抗管中对材料的垂直入射隔声量的测试原理,详细介绍了使用四传感器法测试隔声量的测试方法。分别在两种不同的边界条件下进行不安装样品和安装样品两种状态的测量来对阻抗管非理想吸声末端进行补偿,准确的测得了材料的隔声量。

周期结构机械滤波器对浮筏隔振系统传递特性的影响

弹性波在周期性结构中传播时会形成特殊的阻带和通带结构。当弹性波的频率处于阻带范围内时,弹性波及振动是不允许传播的。根据这一性质,设计一种虚拟的周期结构机械滤波器,用于浮筏隔振系统中的下层隔振器和基座间,通过改变从机组到基座之间的传递特性,使浮筏隔振系统中与激励频率相近、并和舱段壳体振动相关的固有频率和激励频率错开。利用传递矩阵法研究浮筏隔振系统下层隔振器和基座间插入周期结构机械滤波器后的传递特性和动态响应,通过研究表明:当激励频率在周期结构的阻带之内时,基座的位移响应,力响应和功率流响应将大大减小。

典型船舶结构中振动波传递特性研究

以波动理论为基础,根据不均质结构中波型转换、阻抗特性,系统地分析了典型船舶结构中振动波的传递特性,推导并给出了平面弯曲波入射时的隔声量公式。在此基础上人为构造了阻抗失配基座,分析了阻抗失配基座的隔振性能。结果表明,十型结构对弯曲波有较强的阻抑作用,弯曲波在突变截面处的能量再分配关系主要由两块板的特性阻抗所决定;■型构件的连接处机械阻力较大,其隔振效果超过十型结构;■型结构隔振性能随突变截面阻抗失配程度增大显著提高,采取多次截面突变的办法能够得到较大的隔声量;阻抗失配基座加剧了振动波在船体板架中的波型转换、散射和反射,使总的隔振效果显著提高。本文旨在为船舶结构声学设计提供参考。

计及套管导体辐射损耗的VFTO计算方法

特高压交流试验基地特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)试验回路研究发现,计算得到的VFTO单次击穿波形的衰减时间超过了实测值,对于通过仿真计算提取VFTO标准波形的半波时间取值影响较大,需要开展损耗机制的研究。对于CIGRE推荐模型和现有文献中对套管处辐射损耗的考虑不足,首先分析了套管导体电流分布的行波模式,推导了辐射电阻和平均特征阻抗的计算公式,建立了计及辐射损耗的套管传输线模型;然后针对辐射电阻这一频变参数问题,提出了VFTO频域计算方法;最后对VFTO试验回路的计算发现,套管导体的辐射电阻在波形主频处远大于电弧电阻和GIS母线电阻,同时计算波形的衰减时间更接近实测波形,因此验证了所提出的计算方法的合理性。

水下穿孔板结构的透声特性研究

穿孔板结构在水下有着非常广阔的应用前景,但是目前相关的研究报道非常少。基于空气中穿孔板吸声理论,综合考虑小孔的末端修正,给出了较为准确的水下穿孔板声阻抗表达式。利用传递矩阵法分析了水下穿孔板结构的声压透射特性,得到了垂直入射声压透射公式。对影响穿孔板结构透声性能的主要因素进行了详细的仿真分析,得到了一些重要的结论。采用四传感器测量方法在驻波管中对自制的穿孔板结构进行了测试,实验结果与理论分析基本一致,从而验证了理论分析的正确性。本文为水下穿孔板结构的设计提供了详细的理论和实验依据。

输电线路零序阻抗参数测量方法

输电线路零序阻抗是进行潮流计算、短路计算、继电保护整定计算等的重要参数。实测时由于难以将所有存在互感耦合的输电线路全部停电,传统测量方法难以消除干扰的影响.近年来出现了很多输电线路零序参数带电测量的新方法,主要有异频法、增量法(含代数法、微分法、积分法)、干扰法以及基于同步相量测量技术的测量方法等.针对几种典型的零序参数测量方法进行深入分析,对增量法和干扰法的数学模型、测量技术进行阐述,探讨各自的特点及适用范围,并且根据实测经验对各种测量方法进行综合评价.

交直流混联系统节点网损微增率算法

交直流混联系统的网损问题和传统交流系统的有很大不同。交流系统主要通过配置无功来降低网损,而直流系统主要通过调节直流有功功率来降低网损。交直流混联系统的网损问题就变得更加复杂。对增广雅可比矩阵进行修正,将直流系统的有功和无功功率设作和电压相关的交流负荷,与交流系统的网损微增率算法相结合,提出一种能够计及平衡节点的交直流混联系统网损微增率算法。该算法能够直接计算包括平衡节点在内各节点的网损微增率,可以任意选取平衡节点而且计算结果不受影响。在IEEE 9、IEEE 22、IEEE 39节点系统算例计算结果验证了该算法的合理性,并且在计算精度和计算速度方面具有较大的优越性。

网损微增率计算方法的研究

比较分析了网损微增率3种算法(转置雅可比矩阵法、阻抗矩阵法和导纳矩阵法)的优缺点,探讨了教材及相关文献算法中对平衡机和PV节点处理上的不合理之处。通过IEEE 5节点算例对各算法进行比较分析,结果表明:实用阻抗矩阵法与导纳矩阵法假设简化较多,其计算结果与真实值(雅可比矩阵法)相比存在不小的误差。改进的阻抗矩阵法虽考虑了偏微分系数项的推导计算,但仍有不少简化,与前两种算法相比并未体现出明显精度上的优势,且数值计算结果不稳定。

二端离散元件动力学特性的矩阵描述法在阻振基座分析中的应用

在元件坐标系下,分别推导了离散元件(质量、弹簧、阻尼、刚体)输入端状态向量与输出端状态向量之间的关系,给出了向前传递矩阵、向后传递矩阵和广义阻抗矩阵的解析公式。并且讨论了点阻抗或点导纳与传递矩阵或广义阻抗矩阵之间的关系。此外,文中还分别采用传递矩阵法和导纳矩阵法推导了阻振基座的纵向振动方程,得到了纵向力传递率的解析公式。两种方法得到的结果相同,但传递矩阵法的推导过程更简洁。文中还采用传递矩阵法推导了阻振基座的横向振动方程,得到了横向力传递率的解析公式。所导得的公式可用于指导阻振基座的动力学设计,计算工作量不大且精度较高。

阻抗矩阵法计算网损及网损微增率数学公式推导的简化

本文以直角坐标形式对阻抗矩阵法计算网损及网损微增率的数学公式重新进行推导,使其推导过程更简单明了,并采用类似的假设消去了计算公式中含有微增率部分的双重求和项,从而大大缩短了计算时间,同时推导了有功网损微增率及无功网损微增率的计算公式。