并行时域有限差分法的瞬态声场及其效率分析

建立了适用于二维水下目标声散射声场计算的并行FDTD计算模型,通过计算结果对入射波激励目标的作用过程进行了时域分析,从各个时刻的瞬态声场分布图可以明显看出衍射、透射和散射现象,并且能够直观地给出声场分布形态以及声波传播的物理过程。通过算例测试了其在不同数目节点机参与下的计算耗时、内存耗用、并行加速度和并行效率。分析了计算耗时、内存耗用、并行加速度、并行效率随节点数变化的关系曲线,同时还着重分析了并行效率下降的原因。     

航空发动机声衬降噪与散射试验研究

目的研究声衬的吸声效果和声模态散射现象。方法针对飞机短舱进气道声衬开展噪声试验。以缩比尺度进气道试验台为基础,单级轴流风扇为噪声源,通过10倍进气道直径的远场测点,获取固壁条件和声衬作用下的管道声模态和远场指向性,分析不同转速下各远场测点在声衬作用下的吸声效果。结果在三种不同转速工况下,得到前三阶叶片通过频率下声衬上游、下游的管道声模态分布、远场频谱和指向性分布,并以此得出声衬在不同转速、不同噪声频率、不同流速下的降噪效果。在2973 r/min转速下,(1,0)声模态的声功率级降低达24.3dB。(±3,0)模态处,声衬靠近声源一侧的声功率反而升高。结论声衬在设计频率和模态处,吸声效果最明显。随着模态阶数的升高,声衬的降噪能力有所提升。偏离设计频率时,高阶声模态在阻抗交界面发生散射。     

确定滤袋室内喇叭安装个数和位置的新方法

初步建立 了滤袋 室内声压 分布 的数 学 模型 ，并 利用 实 测结 果对 此 数学 模型 进 行了 检验 ，证明所建 立的模 型是合理 的。可以 利用此模 型计算 滤袋室内 的声 压分 布，并 确定 喇叭 的安 装个 数和安装位 置     

前缘射流对空腔噪声抑制效果的试验研究

目的通过在开式空腔前缘增加矩形口射流、九孔射流和九斜孔射流,探究三种射流方式对空腔自激振荡噪声的抑制效果。方法通过风洞试验对亚、跨声速(Ma=0.3、0.45、0.6)下基于前缘射流的空腔噪声抑制方法开展研究,在空腔指定位置安装传声器,获取不同工况下空腔内的噪声信息,综合对比三种射流方式下空腔峰值频率、空腔底部及后壁声压级分布、总声压级分布及不同测点处的频率曲线特征,评估三种前缘射流方式对空腔噪声的控制效果。结果在来流速度Ma=0.3时,三种射流方式对空腔峰值频率处的声压级均有一定抑制效果,但由于前缘射流的引入导致空腔前端底部噪声总声压级提高;在来流速度Ma=0.45时,三种射流方式对空腔峰值频率处的声压级及宽频噪声均有显著抑制效果;在来流速度Ma=0.6时,除矩形口射流对空腔噪声有明显的抑制作用,其他两种射流方式使得空腔内噪声水平增强。结论在空腔前缘引入射流在一定来流速度下能够实现空腔峰值频率处噪声及宽频噪声的有效降低,前缘射流对空腔噪声的抑制效果随射流方式的不同而存在较大差异。     

户外噪声相干预测模型及其工程应用

基于几何衍射理论、相干虚源法等理论方法,提出一种适合于工程算法的户外噪声相干预测模型.该相干预测模型不仅能计算声源在经过有限长声屏障或多重声屏障时,由于多条路径衍射声形成的相干声场,还可计算声源在屏障等界面之间经多次反射后,多个反射声形成的相干声场.应用该相干预测模型对某变电站电力变压器周围的相干声场进行预测,通过与ISO9613-2标准算法、边界元法与实测值进行对比,结果表明,该户外噪声相干预测模型能反映出声波在不同位置处的波动性,比原有的ISO9613模型更接近测试结果,证明了所提理论模型的有效性,可应用于大范围的户外噪声预测计算.     

镜面反射界面条件下扁平空间中的声能衰减

扁平空间是水平方向尺寸远大于高度的体型不规整空间,经典扩散声场理论不适用。本文运用声像法分析了界面作镜面反射条件下的扁平空间中的声能衰减特性,以及各主要因素的影响。模拟结果表明:近场处的声能衰减曲线呈明显的下凹状,混响时间大于早期衰变时间;随着接收点到声源距离的增大,混响时间和早期衰变时间均迅速地到达各自的最大值,然后缓慢地下降;增加底面和顶面的吸声系数差异可以有效地降低远场处的混响时间。     

沿岸熏烟扩散的中尺度模拟系统

建立了一个沿岸熏扩散的中尺度模拟系统，它由一个二维二阶矩闭合的ＰＢＬ模式和一个随机流动扩散模式组成。初步的模拟和一些数值试验结果表明，随机游动扩散模式与现行的基于高斯扩散公式的熏烟扩散模式比较，其物理模型更为合理；采用二阶矩湍流闭合方案的ＰＢＬ模式能模拟得到合理的热力内边界层（ＴＩＢＬ）结构特征，将二阶矩湍流闭合ＰＢＬ模式模拟所得气象场作为随机游动扩散模式的气象输入，可以较好地预测沿岸地区日间持续     

考虑声散射的街道交通噪声预报模型

提出一种预报典型的两侧密集分布建筑物的城市街道交通噪声ＬＡ１０和ＬＡｅｑ声级的计算机仿真模型。模型依据一种修正的虚声源原理。它不仅考虑发生于建筑方面的镜象反射和表面吸收，而且考虑了由于墙面的粗糙性所引起的发生于有限尺寸建筑表面声散射的影响。与实测比较表明本模型可得出良好的预报结果。通过对散射强度加以变化可估计表面声散射对预报声级的影响。结果表明，即使在一个相当混响的场合，镜象反射声能对扩散反射声能     

浙江省大气PM2.5时空分布及相关因子分析

该研究以浙江省2014-2019年PM_2.5浓度数据为研究对象,应用多元线性回归和随机森林方法结合气象、植被、地形、经济、人口和基础设施等因子进行分析.研究结果表明PM_2.5浓度时空分布不均匀,时间上季节变化差异显著,总体呈冬季>春季>秋季>夏季分布规律,每年呈下降趋势;空间上呈西北多东南少的分布特征.多元线性回归和随机森林模型显示日最低地表气温（MI-GST）、日最低气压（MI-PRS）、日蒸发量（EVP）、日最小相对湿度（MI-RHU）、月植被覆盖度（FVC）、日降水量（PRE）、日极大风速（MM-WIN）、日平均相对湿度（AV-RHU）、铁路密度（Railway）、日最大风速（MA-WIN）、日照时长（SSD）、海拔（DEM）、日平均风速（AV-WIN）和河流密度（River）等15个因子对PM_2.5浓度影响显著;随机森林模型均方根误差（RMSE）、均方绝对百分比误差（MAPE）和变异解释量（R²）分别为0.133、17.83%和0.834,明显优于多元线性回归（0.278、40.48%和0.575）,表明随机森林更适合浙江省PM_2.5浓度估测,该研究揭示PM_2.5时空分布及相关因子分析,为限制空气污染提供有效策略.     

矩形隔声罩声衰减的预测

本文用统计能量分析的方法对一个放在扩散声场内的矩形隔声罩的声衰减进行了预测,计算了隔声罩声衰减随壁厚改变的变化,并讨论了罩内声吸收对声衰减的影响。     

局域共振声学超材料技术进展及应用展望

介绍了声学超材料主要有布拉格散射型声子晶体、局域共振型声学超材料等。布拉格散射型声子晶体通常需要其晶格常数与声波波长处于同一数量级时才能产生声波禁带,从而使得其应用领域受限。局域共振型声学超材料利用其共振单元的共振频率与声波频率接近时所产生的耦合作用而消耗声能,其尺寸比作用声波波长降低了2个数量级,从而实现了小尺寸声学超材料对长声波的控制。局域共振声学超材料采用特殊的声学结构单元设计,使其在常规介质中具有一些超常物理特性,如负折射、负质量密度等;其在低频段具有声学禁带,在该禁带频率范围内将阻止声波传递。局域共振声学超材料已发展出了具有谐振特性的声学结构单元、表面附加局域共振单元板结构声学超材料、薄膜型声学超材料等结构形式。局域共振声学超材料的研究和发展为低频降噪提供了新的途径。     

不同群体形态蓝藻的气囊与光的相互作用研究

从气囊破裂前后藻液的浊度和吸收光谱的变化,以及气囊压力破裂曲线的变化对气囊与光的相互作用进行了表征.结果表明,气囊在向前方向上对光的散射作用能增强光的透过性;气囊对细胞体积的增大作用有利于蓝藻对光的吸收,这种作用在群体型蓝藻和丝状蓝藻中更为明显.波长较长的红光较波长较短的蓝光具有更强的透过性,这种作用在群体和丝状蓝藻中也很明显.在群体和丝状蓝藻中,由于光的多次散射,采用光学的方法测定气囊的相对含量可能产生很大的误差,而由于群体蓝藻易于富集,因而可用压力毛细管的方法进行气囊绝对含量的测定.     

城市高架轨道交通沿线声场分布计算模型

根据波动声学和几何声学原理,将列车看作运动着的有限长线声源,建立了城市高架轨道交通沿线声场分布及其声屏障插入损失计算模型,模型中对声影区的声场分布采用惠更斯-菲涅耳原理进行推导计算,给出了理论计算公式.     

朗伯表面材料实现地面目标雷达隐身的可行性分析

将描述光学漫散射现象的朗伯体概念和分析方法应用在兵器目标的雷达散射截面积计算上．通过对朗伯表面的散射强度计算和实例模拟分析．提出了利用散射一吸收型材料构造朗伯表面实现地面兵器目标雷达波隐身的一条新途径。     

基于VA One船舶舱室动力设备空气噪声控制分析

目的研究舱室间壁板不同约束条件及不同敷设方式对隔声量的影响。方法用VA One建立两个舱室的统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)模型,对约束阻尼结构和自由阻尼结构的隔声性能进行分析。针对约束阻尼结构,讨论其两侧金属层厚度差对整个壁板的隔声性能的影响;对自由阻尼结构,分析金属层与阻尼层之间的相对位置对其隔声性能影响。结果约束阻尼结构隔声量A计权声压级比自由阻尼结构高。结论阻尼层厚度和壁板总厚度一定时,自由阻尼结构金属层与阻尼层之间的相对位置对实际的隔声性能并没有影响;约束阻尼结构,两侧金属层等厚敷设时,其隔声效果最优,且两侧厚度差越大隔声量越小。     

基于生物光学模型的巢湖悬浮物浓度反演

根据2009年6月巢湖32个样点实测的遥感反射率、悬浮物浓度、吸收系数及散射系数等数据,分析巢湖水体各组分的吸收、散射等固有光学特性,确定悬浮颗粒物单位散射系数、后向散射概率等固有光学参数,构建基于生物光学模型的悬浮物浓度反演模型,并利用准同步获取的环境1号卫星CCD影像数据反演巢湖悬浮物浓度.结果表明,555 nm处悬浮颗粒物单位散射系数的平均值为0.48 m2/g,以555 nm为参考波长,建立指数衰减模型对悬浮颗粒物单位散射系数进行参数化,模型的决定系数可以达到0.99;此外,在760～900 nm(Band4)范围内,后向散射概率不具有波长依赖,其值稳定在0.051.利用所得到的表观及固有光学量构建巢湖水体遥感反射率模型,反演巢湖悬浮物浓度,得到实测值与反演值之间的相对误差随着浓度的增加而呈现下降的趋势,平均相对误差为17.25%,由此表明该方法适用于反演悬浮物浓度较高的湖泊水体;利用两景环境1号卫星CCD影像数据反演得到的巢湖悬浮物浓度主要在0～100 mg/L之间变化,其中6月13日巢湖悬浮物浓度40 mg/L的水域占到总面积的54.37%,而6月15日巢湖61.62%的水域悬浮物浓度40 mg/L,且这2 d巢湖悬浮物的分布与当时的气候变化一致.     

散射辐射对青藏高原高寒草地总初级生产力模拟的影响

太阳辐射的散射组分能够增强植被冠层LUE（light use efficiency,光能利用率）,因此需要在生产力模型中显式地加入散射辐射的影响,从而更准确地模拟植被冠层光合作用.以青藏高原高寒草地为研究对象,改进光能利用率模型,增加散射辐射模块,利用站点通量观测数据估计模型关键参数;结合区域尺度气象数据和遥感数据,模拟了2003—2008年青藏高原高寒草地区域尺度GPP（gross primary production,总初级生产力）,并量化了GPP模拟的不确定性,进而通过分析模型改进前后GPP空间分布及其不确定性的差异量化了散射辐射的作用.结果表明:考虑散射辐射对LUE的影响后,模型参数优化效果明显提升,青藏高原高寒草地GPP的模拟效果得到提升;2003—2008年青藏高原高寒草地GPP模拟值呈现东南部较大,西北部较小的空间格局,与不考虑散射辐射的结果一致,但GPP平均值由312.3 g/（m2·a）增至341.7 g/（m2·a）,增幅约9.4%,说明不考虑散射辐射会低估青藏高原高寒草地GPP;GPP模拟值不确定性的空间分布与不考虑散射辐射的结果一致,但是平均不确定性大小有所降低,从9.15%降至8.66%.研究显示,若在青藏高原高寒草地的GPP模拟中不考虑散射辐射,虽不会影响其空间格局,但会低估GPP模拟值的大小,同时增加其不确定性.      

城市居住区地下车库噪声影响的计算机模拟预测

运用随机点声源模型对城市居住区地下车库出入口噪声进行计算机模拟预测,通过实测值和预测值的比较,该预测模型精度较好.运用该模型预测规划与新建的居住区地下车库的噪声影响,可为城市小区建设规划中有效控制噪声污染提供科学参考依据.     

基于极化SAR的河流有机物污染监测研究

选择我国南方水质变化梯度较为明显的典型河流为对象,分析基于C波段极化合成孔径雷达(极化SAR)的河流水污染监测评估技术.引入了随机粗糙面电磁散射理论对污染水域的散射特性进行了建模,研究了水体污染可能对散射模型及参数的影响,分析了同步得到的极化SAR数据与水体常用污染指标的监测数据.通过比较19个采样点的后向散射系数与同步监测的水质指标,发现化学需氧量(COD)与HH和VV通道的后向散射系数比成正相关性,这与由电磁理论建立的散射模型及水体污染对散射模型参数影响的分析相符.利用最小二乘法,拟合得到了利用HH与VV通道后向散射系数比来反演化学需氧量的公式,拟合结果的相关系数达到0.90.本研究建立了利用极化SAR的HH与VV通道后向散射系数比监测水体有机物污染的模型,该模型主要通过分析同步监测数据获得,基于电磁散射理论的分析支持了该模型的有效性.     

基于声源成像的发动机模型试车噪声源分析

目的 在发动机试车噪声环境试验中,基于传声器阵列的声源成像测量方法,在近场单点测量之外,提供一种补充测量手段.方法 为验证基于传声器阵列的声源成像方法在发动机工作噪声试验研究中的有效性,通过发动机模型试车试验,设计并搭建传声器阵列,对试验噪声环境进行测量,并详细分析发动机试车中喷流噪声源特征.结果 通过声源成像分析手段获得了模型噪声源在时域和频域中的特征规律.通过声源成像云图中喷流噪声源在各个时刻的形态,能够直观反映出发动机模型工作各时刻状态.喷流噪声源在低频部分的能量比较高,声源主要分布在远离喷口的喷流下游位置处;在高频部分,声源主要分布在喷口附近.在中心频率为2000 Hz的1/3倍频程频段内,声压级最大的声源位置距离喷口最远.结论 通过试验和分析验证了声源成像在发动机模型试车噪声源分析中的可行性.