虚拟声屏障代价函数的比较

研究虚拟声屏障(Virtual Sound Barrier,VSB)系统在采用不同代价函数时的性能表现。在三维声场分别以声势能密度和、声动能密度和、声能量密度和为代价函数进行数值模拟。结果表明,以声势能密度和为代价函数,降噪效果好,但声压降低量不均匀;以声动能密度和为代价函数,声压降低量最为均匀,但降噪效果不好;以声能量密度和为代价函数,降噪效果最好,声压降低量均匀程度在上述两者之间,是一个比较好的折衷。此外,将声动能密度和与声势能密度和按权重相加构成代价函数Je(w),针对不同的控制目标,可调整声动能密度和与声势能密度和的权重,得到适合控制目标的最优选择。

虚拟声屏障系统中虚拟传感器位置的优化研究

对于某一特定目标区域,虚拟声屏障系统的误差传感器阵列处于目标区域中某一最优位置,其降噪量最大.然而,误差传感器阵列处于目标区域中会妨碍人头的活动.使用虚拟传感器技术,将虚拟传感器布放于目标区域中,物理传感器布放于目标区域边界,可以解决此问题.前述最优位置即为虚拟传感器的理想最优位置.由于虚拟传感器处声压预测方法的限制,存在一个虚拟传感器的实际最优位置,虚拟传感器布放于实际最优位置时系统性能比布放于理想最优位置时好.控制声源与物理传感器距离较远时,即使虚拟传感器布放于实际最优位置,系统性能与误差传感器处于目标区域边界(不使用虚拟传感器)相比改进不大.然而,控制声源与物理传感器距离较小时,虚拟传感器布放于实际最优位置,与不使用虚拟传感器相比,系统性能提高明显,在550Hz以下低频,系统降噪效果有5dB以上的增加,取得10dB有效降噪静区的上限频率也大幅提高.

复杂声学环境中人耳附近空间有源降噪研究综述

复杂声学环境中人耳附近空间降噪是有源噪声控制研究的重要课题,目前采用的主要方法为有源降噪头靠(AHR)和虚拟声屏障(VSB).本文简述AHR与VSB的发展历史和研究现状,介绍其物理原理和设计方法,评述其在实际应用中的优缺点,讨论了目前存在的问题与未来相关的研究方向.已有理论、数值仿真和实验研究验证了相关技术在人耳附近空间产生静区的可行性. AHR系统需要较少控制源,系统相对简单易实现,但静区范围较小,结合虚拟传声器技术和人头跟踪技术后可实现随人头移动的静区,降噪频率可达中高频; VSB产生的静区范围较大,但控制源个数较多,系统复杂和成本高,可通过代价函数和控制源优化,以及主被动混合控制技术来提高有效降噪频率范围和减少控制源个数.

虚拟声屏障在变压器低频降噪中的实验研究

在开口处布放若干扬声器和误差传声器构成虚拟声屏障,可有效抑制室内变压器通过开口向外辐射的低频噪声。本文采用内部合成参考信号的自适应算法,搭建了15通道全耦合虚拟声屏障系统。实验室实验表明在1.6 m×3.2 m的开口处搭建系统,距虚拟声屏障10 m范围内100 Hz和200 Hz的降噪量分别为16.6 d B和7.7 d B。变电站现场测试表明,在2.0 m×2.7 m的开口处搭建系统,100 Hz、200 Hz和300 Hz的误差点平均降噪量分别为12.7 d B、19.9 d B和22.2 d B,在开口辐射声压贡献较大的范围内,虚拟声屏障的降噪效果与单层封闭窗户相当。相比于传统被动降噪措施,采用虚拟声屏障有助于室内的自然通风、采光和变压器的散热。

用于开口声辐射控制的虚拟声屏障实现方法及机理研究

建筑物通常留有开口以便人员物料的进出及室内的自然通风采光,但这些开口也是噪声传播的途径。传统被动噪声控制方法需要将开口封闭,且对低频噪声的控制效果不好,故引入有源噪声控制技术降低室内声源通过开口的声辐射。基于惠更斯原理,均布开口的次级源和误差传声器构成的平面型虚拟声屏障可以实现对开口声辐射的有效控制,数值仿真和实验已证明其有效性。将次级源安装在开口边界更有利于保留开口的功能且方便实际安装,但这样的单层边界虚拟声屏障降噪效果存在上限,仅能在低频段实现全局控制。和单层边界次级源相比,双层边界次级源可显著提高降噪量和有效降噪频率上限。该文回顾了开口声辐射有源控制的相关工作,并讨论了未来可能的研究方向。

高速铁路主动降噪声屏障次级声源位置研究

采用主动降噪技术提高传统直立式高速铁路声屏障对中低频段噪声的降噪效果,需要研究主动降噪系统中次级声源的合理位置。根据波动声学的声绕射理论,结合对不同高度声源的声绕射仿真结果,确定绕射声的"虚拟声源"范围,并将次级声源设置在该范围内开展主动降噪仿真分析。结果表明,在频率低于800 Hz时,次级声源对声影区的较大范围内可以取得明显的降噪效果。