基于弯曲波在声黑洞(acoustic black hole,ABH)结构中振幅不断增大的特性,提出了一种新型径向夹心式径-弯复合换能器,该换能器由径向夹心式圆环换能器与外围的环形ABH结构组成.ABH结构的存在实现了换能器径向振动与弯曲振动之间的转换,...基于弯曲波在声黑洞(acoustic black hole,ABH)结构中振幅不断增大的特性,提出了一种新型径向夹心式径-弯复合换能器,该换能器由径向夹心式圆环换能器与外围的环形ABH结构组成.ABH结构的存在实现了换能器径向振动与弯曲振动之间的转换,提高了换能器的声辐射性能.利用几何声学的方法建立了ABH结构弯曲振动的解析模型,给出了其弯曲振动的本征频率,并结合有限元方法讨论了换能器机电转换性能随尺寸变化的关系.通过有限元方法给出了该换能器在空气中的辐射声压场、辐射声强以及辐射指向性,仿真结果表明,ABH结构的存在能够改善换能器弯曲振动的机电转换性能,提高换能器的声辐射性能,使换能器呈现出一定的辐射指向性.最后通过实验对换能器样机的电阻抗特性以及振动模态进行测量,实验结果与仿真相符合.展开更多
声学黑洞(acoustic black hole,ABH)效应可以产生强烈的能量集中,能够将高频率低振幅的低品质振动能量转化为高振幅的高品质振动能量,从而便于利用。提出并研究了一种环形二维声学黑洞压电能量收集装置。有限元分析结果表明,环形二维AB...声学黑洞(acoustic black hole,ABH)效应可以产生强烈的能量集中,能够将高频率低振幅的低品质振动能量转化为高振幅的高品质振动能量,从而便于利用。提出并研究了一种环形二维声学黑洞压电能量收集装置。有限元分析结果表明,环形二维ABH结构能在宽频域内显著提高能量收集效率。搭建了环形二维声学黑洞压电能量收集器试验测试平台,通过试验验证了仿真结果的正确性。与经典二维ABH结构相比,环形二维ABH结构具有更好的能量收集效率和结构强度。分析了压电片几何尺寸等因素对装置能量收集效率的影响,得到了能获得较高输出功率的几何尺寸范围,并进行了正交试验设计,研究了截断厚度、压电片尺寸、中央平台直径、幂指数等多因素的综合影响。展开更多
In this note, the off-shell generalized Abbott-Deser-Tekin （ADT） formalism is applied to explore the mass of Kerr- anti-de Sitter （Kerr-AdS） black holes in various dimensions within asymptotically rotating frames....In this note, the off-shell generalized Abbott-Deser-Tekin （ADT） formalism is applied to explore the mass of Kerr- anti-de Sitter （Kerr-AdS） black holes in various dimensions within asymptotically rotating frames. The cases in four and five dimensions are explicitly investigated. It is demonstrated that the asymptotically rotating effect may make the charge non-integrable or unphysical when the asymptotic non-rotating timelike Killing vector associated with the charge is allowed to vary and the fluctuation of the metric is determined by the variation of all the mass and rotation parameters. To obtain a physically meaningful mass, it is proposed that one can let the non-rotating timelike Killing vector be fixed or perform calculations in the asymptotically static frame. The results further support that the ADT formalism is background- dependent.展开更多
为减少联合收获机振动对谷物流量传感器监测结果的干扰,设计了一种基于声学黑洞(ABH,acoustic black hole)原理的谷物流量传感器龙门支架减振结构,通过有限元方法分析减振结构的振动特性,分析了二维声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半...为减少联合收获机振动对谷物流量传感器监测结果的干扰,设计了一种基于声学黑洞(ABH,acoustic black hole)原理的谷物流量传感器龙门支架减振结构,通过有限元方法分析减振结构的振动特性,分析了二维声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半径R对其减振性能的影响规律。结果表明,声学黑洞能够显著降低龙门支架的振动,ε、m和R对声学黑洞减振性能的影响均未表现出明显线性关系,当ε=0.001 2、m=2.5、R=15 mm时声学黑洞的减振效果最好。以振动速度平方和作为优化目标,建立了多项式回归代理模型,通过遗传算法对声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半径R的取值进行了优化。相比于未添加声学黑洞的原始龙门支架和初始声学黑洞方案,优化后龙门支架的振动速度平方和分别降低68.92%和2%,表明优化方案具有更佳的减振性能。提出的基于声学黑洞的减振结构和优化设计方法为农业机械被动宽频减振研究提供了理论参考。展开更多
在导弹系统中,发动机及火工品产生的振动和冲击会严重影响战斗部的打击精度和可靠性。采取有效的减振隔冲措施至关重要。声学黑洞(acoustic black hole,ABH)作为一种新型的波操纵技术,利用结构阻抗的变化,使结构中传播的波相速度和群速...在导弹系统中,发动机及火工品产生的振动和冲击会严重影响战斗部的打击精度和可靠性。采取有效的减振隔冲措施至关重要。声学黑洞(acoustic black hole,ABH)作为一种新型的波操纵技术,利用结构阻抗的变化,使结构中传播的波相速度和群速度发生变化,在结构局部区域实现波的聚集,借助少量阻尼即可高效地将能量耗损。该方法具有高效、轻质、宽频等优点,为结构动力学控制提供了新的思路,具有较强的潜能和应用前景。针对导弹系统的振动冲击问题,提出了基于ABH效应的级间减振隔冲环(简称:ABH环)设计方案,以提高装备的打击精度及任务可靠性。运用有限元仿真方法研究了ABH环的动态特性,分析表明其具有良好的能量转移与耗散能力。建立了ABH环结构-战斗部模拟模型,通过模拟飞行过程的随机振动以及级间分离等冲击作用,对系统响应特性进行了分析并评估抑制效果。结果表明,所提ABH环应对复杂动载荷工况时具有较好的减振隔冲效果:降低幅值增加衰减速率。该研究既为导弹减振隔冲提供了思路,又有效扩宽了声学黑洞新技术的应用范围。展开更多
文摘基于弯曲波在声黑洞(acoustic black hole,ABH)结构中振幅不断增大的特性,提出了一种新型径向夹心式径-弯复合换能器,该换能器由径向夹心式圆环换能器与外围的环形ABH结构组成.ABH结构的存在实现了换能器径向振动与弯曲振动之间的转换,提高了换能器的声辐射性能.利用几何声学的方法建立了ABH结构弯曲振动的解析模型,给出了其弯曲振动的本征频率,并结合有限元方法讨论了换能器机电转换性能随尺寸变化的关系.通过有限元方法给出了该换能器在空气中的辐射声压场、辐射声强以及辐射指向性,仿真结果表明,ABH结构的存在能够改善换能器弯曲振动的机电转换性能,提高换能器的声辐射性能,使换能器呈现出一定的辐射指向性.最后通过实验对换能器样机的电阻抗特性以及振动模态进行测量,实验结果与仿真相符合.
文摘声学黑洞(acoustic black hole,ABH)效应可以产生强烈的能量集中,能够将高频率低振幅的低品质振动能量转化为高振幅的高品质振动能量,从而便于利用。提出并研究了一种环形二维声学黑洞压电能量收集装置。有限元分析结果表明,环形二维ABH结构能在宽频域内显著提高能量收集效率。搭建了环形二维声学黑洞压电能量收集器试验测试平台,通过试验验证了仿真结果的正确性。与经典二维ABH结构相比,环形二维ABH结构具有更好的能量收集效率和结构强度。分析了压电片几何尺寸等因素对装置能量收集效率的影响,得到了能获得较高输出功率的几何尺寸范围,并进行了正交试验设计,研究了截断厚度、压电片尺寸、中央平台直径、幂指数等多因素的综合影响。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.11505036 and 11275157)partially supported by the Science Fund from the Technology Department of Guizhou Province,China(Grant No.(2016)1104)
文摘In this note, the off-shell generalized Abbott-Deser-Tekin （ADT） formalism is applied to explore the mass of Kerr- anti-de Sitter （Kerr-AdS） black holes in various dimensions within asymptotically rotating frames. The cases in four and five dimensions are explicitly investigated. It is demonstrated that the asymptotically rotating effect may make the charge non-integrable or unphysical when the asymptotic non-rotating timelike Killing vector associated with the charge is allowed to vary and the fluctuation of the metric is determined by the variation of all the mass and rotation parameters. To obtain a physically meaningful mass, it is proposed that one can let the non-rotating timelike Killing vector be fixed or perform calculations in the asymptotically static frame. The results further support that the ADT formalism is background- dependent.
文摘为减少联合收获机振动对谷物流量传感器监测结果的干扰,设计了一种基于声学黑洞(ABH,acoustic black hole)原理的谷物流量传感器龙门支架减振结构,通过有限元方法分析减振结构的振动特性,分析了二维声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半径R对其减振性能的影响规律。结果表明,声学黑洞能够显著降低龙门支架的振动,ε、m和R对声学黑洞减振性能的影响均未表现出明显线性关系,当ε=0.001 2、m=2.5、R=15 mm时声学黑洞的减振效果最好。以振动速度平方和作为优化目标,建立了多项式回归代理模型,通过遗传算法对声学黑洞比例系数ε、幂函数指数m和半径R的取值进行了优化。相比于未添加声学黑洞的原始龙门支架和初始声学黑洞方案,优化后龙门支架的振动速度平方和分别降低68.92%和2%,表明优化方案具有更佳的减振性能。提出的基于声学黑洞的减振结构和优化设计方法为农业机械被动宽频减振研究提供了理论参考。
文摘在导弹系统中,发动机及火工品产生的振动和冲击会严重影响战斗部的打击精度和可靠性。采取有效的减振隔冲措施至关重要。声学黑洞(acoustic black hole,ABH)作为一种新型的波操纵技术,利用结构阻抗的变化,使结构中传播的波相速度和群速度发生变化,在结构局部区域实现波的聚集,借助少量阻尼即可高效地将能量耗损。该方法具有高效、轻质、宽频等优点,为结构动力学控制提供了新的思路,具有较强的潜能和应用前景。针对导弹系统的振动冲击问题,提出了基于ABH效应的级间减振隔冲环(简称:ABH环)设计方案,以提高装备的打击精度及任务可靠性。运用有限元仿真方法研究了ABH环的动态特性,分析表明其具有良好的能量转移与耗散能力。建立了ABH环结构-战斗部模拟模型,通过模拟飞行过程的随机振动以及级间分离等冲击作用,对系统响应特性进行了分析并评估抑制效果。结果表明,所提ABH环应对复杂动载荷工况时具有较好的减振隔冲效果:降低幅值增加衰减速率。该研究既为导弹减振隔冲提供了思路,又有效扩宽了声学黑洞新技术的应用范围。
