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基于机器学习的宽带异常折射声学超表面
1
作者 余玉萍 陈安 +2 位作者 杨京 梁彬 程建春 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期805-815,共11页
异常折射现象作为波动声学中的重要研究内容,能突破传统折射规律的限制,实现声波传播方向的非常规控制.近年来,声学超表面凭借其对声波的精确调控能力在声学异常折射方面取得了显著进展,但传统声学超表面存在带宽窄、色散强等局限,限制... 异常折射现象作为波动声学中的重要研究内容,能突破传统折射规律的限制,实现声波传播方向的非常规控制.近年来,声学超表面凭借其对声波的精确调控能力在声学异常折射方面取得了显著进展,但传统声学超表面存在带宽窄、色散强等局限,限制了其在声隐身和降噪等领域的应用.因此,提出一种机器学习辅助设计的宽带异常折射声学超表面,该超表面由16个混合多重共振的亚波长单元组成,各单元均具有宽带高透射率(>98%)和强线性相位拟合度(>97%),可实现1000~4000 Hz内折射角恒定(Δθ<2.6°)的宽带异常声折射.机器学习辅助设计采用结合自适应熵搜索的高斯贝叶斯优化策略,能在小样本条件下快速探索高维(16×6)参数空间,不超过60次迭代可以确定每个单元的最优结构参数配置.数值仿真结果验证了提出的宽带异常折射声学超表面的有效性,为宽带声波操控、定向声能传输和声隐身技术提供了新思路. 展开更多
关键词 高斯贝叶斯优化 宽带操控 异常声折射 声学超表面 熵搜索策略
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二维谷声子晶体拓扑绝缘体的高阶拓扑角态 被引量：2
2
作者 蒋婧 孔鹏 邓科 《吉首大学学报(自然科学版)》 2025年第1期39-44,共6页
基于量子谷霍尔效应,设计了一种具有C_(3v)对称的二维谷声子晶体拓扑绝缘体,通过旋转晶格内部散射体的角度改变晶格的拓扑特性,并利用不同拓扑相的二维谷声子晶体构造超胞结构,进而对高阶拓扑角态进行探究.结果表明,旋转角度时,体系的... 基于量子谷霍尔效应,设计了一种具有C_(3v)对称的二维谷声子晶体拓扑绝缘体,通过旋转晶格内部散射体的角度改变晶格的拓扑特性,并利用不同拓扑相的二维谷声子晶体构造超胞结构,进而对高阶拓扑角态进行探究.结果表明,旋转角度时,体系的对称性会从C_(3v)对称降为C_(3)对称;当-30°<θ<0°时,体系对应非平庸相,而当0°<θ<30°,体系则对应平庸相;当内部晶格具有非平庸相、外部晶格具有平庸相时,超胞结构Zigzag边界的角落处有3个连续角态,而当内部晶格具有平庸相、外部晶格具有非平庸相时,超胞结构中不存在角态;引入无序缺陷的前后,角态的本征场分布无明显变化,显示出良好的鲁棒性. 展开更多
关键词 拓扑绝缘体 声子晶体 量子谷霍尔效应 角态
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利用非线性弹簧振子链作为声学超表面产生高次谐波
3
作者 孙成浩 王浩宇 +2 位作者 费仲晗 赖耘 刘晓宙 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
介绍了一种声学超表面的设计方法,其利用多个非线性弹簧振子链在辐射声场中产生谐波.超表面单元是由两个非线性弹簧连接的质量链,该单元具有两个谐振频率.单元振动幅度的基波和二次谐波分量通过多重尺度法求解.通过将较高的谐振频率设... 介绍了一种声学超表面的设计方法,其利用多个非线性弹簧振子链在辐射声场中产生谐波.超表面单元是由两个非线性弹簧连接的质量链,该单元具有两个谐振频率.单元振动幅度的基波和二次谐波分量通过多重尺度法求解.通过将较高的谐振频率设置为较低频率的n倍,并以较低的谐振频率激励系统,能量会从低频模式转移到高频模式.非线性引起系统内部共振并带来能量转移,这导致高频模式出现较大的振动幅度.理论与数值结果的一致性验证了该方法的有效性.对弹簧二次非线性系数、单元谐振频率和外界激励频率进行的参数调控,验证了这种非线性系统的鲁棒性.此外,有限元仿真模拟了具有更强的高次谐波传输能力的非线性超表面模型.本研究为实现非线性弹簧振子系统中的谐波提供了思路,将声学超表面的研究范围扩展到非线性动力学. 展开更多
关键词 非线性超表面 多重尺度法 内部共振 谐波生成
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延长颈-亥姆霍兹共振器低频吸声体 被引量：1
4
作者 肖亚峰 喻宇驰 +6 位作者 王甲豪 徐峰 沈丹蘅 刘耀光 林媛燕 孔鹏 邓科 《吉首大学学报(自然科学版)》 2025年第1期45-50,共6页
为了有效解决亥姆霍兹共振器低频吸声性能不佳的问题,将阵列式延长颈与亥姆霍兹共振结构有效结合,设计了一种高效且具有深亚波长厚度的吸声体.仿真测试结果表明,吸声体的厚度仅为吸收峰频率对应波长的1/36,展现出深亚波长的吸声特性;共... 为了有效解决亥姆霍兹共振器低频吸声性能不佳的问题,将阵列式延长颈与亥姆霍兹共振结构有效结合,设计了一种高效且具有深亚波长厚度的吸声体.仿真测试结果表明,吸声体的厚度仅为吸收峰频率对应波长的1/36,展现出深亚波长的吸声特性;共振频率为315 Hz时,吸声体的吸收峰幅值高达0.985,几乎实现了对声能量的完美吸收;吸声体的吸声机理主要是声能量在多个延长颈内壁发生摩擦损耗;阵列式延长颈为吸声体的声阻抗提供了额外的可调性,工作频率和带宽可在较宽频带内灵活调谐;结构参数中,延长颈孔径和管长均显著影响吸声体的吸声性能.该吸声体结构简单、厚度较薄,低频吸声性能佳. 展开更多
关键词 亥姆霍兹共振器 延长颈 深亚波长 声阻抗
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新型二次余数扩散体复合结构吸声特性研究
5
作者 张林 柯艺波 +1 位作者 吴越 陶猛 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期298-302,共5页
针对声学领域低频宽带吸声问题,提出了一种新型“泡沫铝板-二维井状二次余数扩散体(Quadratic Residue Dif⁃fuser,QRD)”复合吸声结构,在厚度仅为100mm的情况下,在(350~1600)Hz平均吸声系数大于90%。首先建立了正入射条件下“泡沫铝板-... 针对声学领域低频宽带吸声问题,提出了一种新型“泡沫铝板-二维井状二次余数扩散体(Quadratic Residue Dif⁃fuser,QRD)”复合吸声结构,在厚度仅为100mm的情况下,在(350~1600)Hz平均吸声系数大于90%。首先建立了正入射条件下“泡沫铝板-二维井状QRD(N=13+5)复合结构”的仿真模型,基于有限元方法分析复合结构背腔的序列,周期及单位长度对吸声系数的影响,其次通过声强分布图揭示复合结构的耦合机理,最后通过实验对比验证模型的正确性。结果表明该复合结构在噪声控制领域有一定的应用价值。 展开更多
关键词 二维井状二次余数扩散体 复合结构 低频宽带吸声 泡沫铝
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超薄透射型声学编码超表面
6
作者 周浩 李澔翔 胡洁 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期829-834,共6页
提出一种基于空间卷曲结构的超薄声学编码超表面,该结构由6×6个空间卷曲单元组成,且单元厚度仅为工作频率波长的十分之一.通过调整卷曲结构中横板的长度,实现透射声波相位的精确调控,从而赋予单元“0”和“1”两种数字编码状态.将... 提出一种基于空间卷曲结构的超薄声学编码超表面,该结构由6×6个空间卷曲单元组成,且单元厚度仅为工作频率波长的十分之一.通过调整卷曲结构中横板的长度,实现透射声波相位的精确调控,从而赋予单元“0”和“1”两种数字编码状态.将编码单元按照特定顺序排列,组成不同编码序列的超表面,实现对声场波束的有效调控.为了验证设计的超表面的性能,构建6×6单元的分束编码超表面并进行仿真模拟.通过分析其散射声场特性及透射声波的分束效果,验证其声学性能.仿真结果表明,该超表面在2 kHz频率下表现出优异的性能,能实现多种分束功能.该结构具有超薄尺寸和灵活调控的特点,在声学检测、声成像等领域展现出潜在的应用前景. 展开更多
关键词 声学超表面 数字编码 声学超材料 波束分离
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大尺寸薄膜蜂窝声学超材料的隔声规律
7
作者 蒋俊祺 林媛燕 +2 位作者 邓科 贾晗 赵晨辉 《吉首大学学报(自然科学版)》 2025年第4期81-88,共8页
利用单层PET薄膜和单层铝蜂窝设计出一种大尺寸薄膜蜂窝声学超材料,通过对该超材料开展实验探究,分析了蜂窝芯的边长、壁厚、高度对超材料隔声性能的影响,并针对隔声样品引入了新的评价指标,即样品平均隔声量与面密度的比值.结果表明,... 利用单层PET薄膜和单层铝蜂窝设计出一种大尺寸薄膜蜂窝声学超材料,通过对该超材料开展实验探究,分析了蜂窝芯的边长、壁厚、高度对超材料隔声性能的影响,并针对隔声样品引入了新的评价指标,即样品平均隔声量与面密度的比值.结果表明,超材料在400~1600Hz内的隔声量超过其依质量定律估测的隔声量;当蜂窝芯的边长为2mm,壁厚为0.06mm,高度为10mm时,超材料隔声量较高;当蜂窝芯的边长为7mm,壁厚为0.05mm,高度为7mm时,超材料隔声效率较高. 展开更多
关键词 声学超材料 大尺寸 薄膜 蜂窝
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利用球形声腔演示能级简并与对称性的关系
8
作者 巩伊鸿 贾文慧 +1 位作者 郭靖霖 白在桥 《大学物理》 2025年第3期100-105,共6页
本文研究带有长颈的球形声腔的本征频率如何随声腔对称性的破坏程度变化,旨在提供一个可以演示量子力学中对称性与能级简并之间关系的经典力学例子.在扫频信号驱动下,用麦克风采集声腔内的声压信号,根据功率谱得到声腔的本征频率.对l=2... 本文研究带有长颈的球形声腔的本征频率如何随声腔对称性的破坏程度变化,旨在提供一个可以演示量子力学中对称性与能级简并之间关系的经典力学例子.在扫频信号驱动下,用麦克风采集声腔内的声压信号,根据功率谱得到声腔的本征频率.对l=2的情况,当SO(3)对称性破坏但保留SO(2)对称性时,实验发现原本简并的3个本征频率分裂成2个.当进一步破坏SO(2)对称性仅保留离散的反射对称性时,3个本征频率完全分开.利用COMSOL Multiphysics数值模拟,验证了实验现象,同时指出了实验中发现的某些本征频率对扰动不敏感的原因:这些态的本征模式具有奇宇称,在瓶颈附近的振幅很小. 展开更多
关键词 对称性 本征频率 简并 塞曼效应 LABVIEW COMSOL
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耦合局域共振结构声黑洞梁的减振特性研究
9
作者 李霆锋 赵力 郑伟光 《产业科技创新》 2025年第1期114-118,共5页
声学黑洞(ABH)因其在振动控制中的显著潜力而备受关注。然而,当入射弯曲波的波长超过ABH特征尺寸时,波难以有效捕获和耗散,从而限制了其在中低频范围的性能。本文提出了一种耦合局域共振结构声学黑洞(LRS-ABH)梁,通过在ABH梁中嵌入局域... 声学黑洞(ABH)因其在振动控制中的显著潜力而备受关注。然而,当入射弯曲波的波长超过ABH特征尺寸时,波难以有效捕获和耗散,从而限制了其在中低频范围的性能。本文提出了一种耦合局域共振结构声学黑洞(LRS-ABH)梁,通过在ABH梁中嵌入局域共振结构。本文采用有限元方法计算无限周期结构的能带特性。同时,计算了有限周期结构的振动传递特性,结果显示其在带隙范围内具有良好的阻尼性能。此外,研究了结构参数以及周期数量对减振特性的影响。结果表明,该设计显著提升了减振性能。本文的研究可以为声学黑洞领域中振动控制的设计提供指导。 展开更多
关键词 声学黑洞 局域共振 带隙特性 振动衰减
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基于组合厚度梁实现弯曲波异常透射
10
作者 林碧尊 李静茹 缪忠健 《声学技术》 北大核心 2025年第3期351-360,共10页
文章面向平面弯曲波提出具有组合厚度梁的非共振单相板,旨在实现一定频率范围内的透射波异常偏转、聚焦和贝塞尔波束功能。利用传递矩阵法计算组合厚度梁的透射系数和相移,通过有限元对组合厚度梁的理论计算进行验证。依据广义斯奈尔定... 文章面向平面弯曲波提出具有组合厚度梁的非共振单相板,旨在实现一定频率范围内的透射波异常偏转、聚焦和贝塞尔波束功能。利用传递矩阵法计算组合厚度梁的透射系数和相移,通过有限元对组合厚度梁的理论计算进行验证。依据广义斯奈尔定律,构造具有相位梯度变化的新型超栅结构,用于实现对入射弯曲波的偏转、聚焦等功能。利用有限元进行了计算模拟,结果证明超栅在不同频率下具有多功能透射能力。文章提出了一种简单、紧凑和具有多功能透射能力的超栅,这为控制弯曲波的研究提供了一种新思路。 展开更多
关键词 组合厚度梁 透射波 相位梯度 超栅 广义斯奈尔定律
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声波导多模共振及其缺陷态
11
作者 钱留伟 高越 +2 位作者 汪琳阁 樊亚仙 陶智勇 《应用声学》 北大核心 2025年第2期292-298,共7页
为了研究声波导中多种模式的相互作用及缺陷态特性,该文设计了一种具有变截面的周期声波导,实现了多种模式共振导致的声学带隙。通过在波导中引入缺陷结构,进而破坏原有的共振模式,产生了声波反常透射现象,并且调整缺陷的长度还可以实... 为了研究声波导中多种模式的相互作用及缺陷态特性,该文设计了一种具有变截面的周期声波导,实现了多种模式共振导致的声学带隙。通过在波导中引入缺陷结构,进而破坏原有的共振模式,产生了声波反常透射现象,并且调整缺陷的长度还可以实现缺陷态中心频率的调控。对不同缺陷长度波导内的声场分析结果表明,沿波导中轴线的声压有对称和反对称两种分布形式,并且这种分布特性主要由声波的基模和一阶模式导致。不同于传统布拉格共振的相关研究,该文所提出的多模共振及缺陷态的实现方法为声波调控提供了不同的设计手段,更有利于功能型声波导器件的发展与应用。 展开更多
关键词 周期结构 多模共振 缺陷态 对称性
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基于OAM复用信号高效调制解调的声学超表面
12
作者 刘智 黄保霖 +1 位作者 林玮 赵瑾瑜 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期339-344,共6页
轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)复用是提高声学通信系统数据容量的一种潜在解决方案,提出一种利用声学超表面对OAM复用信号进行调制和解调的方法,利用该方法对独立声轨道角动量(Acoustic Orbital Angular Momentum,AOAM)信... 轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)复用是提高声学通信系统数据容量的一种潜在解决方案,提出一种利用声学超表面对OAM复用信号进行调制和解调的方法,利用该方法对独立声轨道角动量(Acoustic Orbital Angular Momentum,AOAM)信号的幅度和相位进行分析,并通过仿真实现对AOAM信号的调制和解调.AOAM信号的相位和幅度提供正交自由度,通过设计合适的声学超表面并将其与二进制差分相位编码技术相结合,证明其可以实现AOAM复用信号的有效调制和解调.正交声学螺旋模态可防止模式耦合和串扰,从而增强声学多路复用.基于谐振的结构提供信号频率选择性,提高了交互效率,简化了终端设备,便于实现大容量声学通信系统的创建. 展开更多
关键词 声学超表面 声轨道角动量 声信号复用
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高频抑制性刺激诱发混合簇放电:不同动力学的协同作用
13
作者 华洪涛 古华光 《力学学报》 北大核心 2025年第5期1246-1259,共14页
揭示神经簇放电的复杂动力学有助于认识和治疗脑疾病.近期的实验报道,当抑制性中间神经元的放电频率增加时,不是通常认为的压制锥体神经元的电活动,反而是从静息诱发出混合簇放电,包含3个阶段:休止期、簇和高电位/细胞外钾离子浓度([K^(... 揭示神经簇放电的复杂动力学有助于认识和治疗脑疾病.近期的实验报道,当抑制性中间神经元的放电频率增加时,不是通常认为的压制锥体神经元的电活动,反而是从静息诱发出混合簇放电,包含3个阶段:休止期、簇和高电位/细胞外钾离子浓度([K^(+)]_(o))的去极化阻滞,涉及多环节的复杂动力学,与偏头痛和癫痫有关.文章用理论模型揭示了这些不同动力学的协同作用.首先,揭示了高频放电即短放电周期诱发强抑制性突触流的快慢动力学:作用到锥体神经元的突触门控在短放电周期内不能衰减到0,诱发强的抑制性突触流.其次,揭示了强抑制性突触流引起电活动穿越对应低[K^(+)]_(o)的负阈值进而引起混合簇,不同于强兴奋性诱发簇放电的正阈值.再次,揭示了混合簇放电在3阶段转迁的双参分岔机制,包括不变环上的鞍结、Hopf和鞍结分岔曲线.最后,揭示了引起高电位/[K^(+)]_(o)产生的簇阶段的膜电位、放电率与[K^(+)]_(o)同时抬升的正反馈的极限环和分岔机制.研究结果揭示了多类动力学的联合作用,完善了混合簇放电及脑疾病的不同诱发机制,为消除簇放电服务于脑疾病治疗提供理论支持. 展开更多
关键词 混合簇放电 分岔 阈值 快慢变量分解 抑制性神经元
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基于SVMD-EWT的超声组织谐波成像算法研究 被引量：2
14
作者 范淼淼 赖宁磊 +2 位作者 晏张平 林伟军 刘晓宙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期231-239,共9页
针对超声组织谐波成像中宽带射频回波信号的谐波分离问题,提出了一种基于逐次变分模态分解(SVMD)和经验小波变换(EWT)的信号滤波算法,简称SVMD-EWT。其对信号进行逐次变分模态分解,收集窄带模态的中心频率。结合经验小波变换中自适应频... 针对超声组织谐波成像中宽带射频回波信号的谐波分离问题,提出了一种基于逐次变分模态分解(SVMD)和经验小波变换(EWT)的信号滤波算法,简称SVMD-EWT。其对信号进行逐次变分模态分解,收集窄带模态的中心频率。结合经验小波变换中自适应频谱曲线局部极小值寻找方法对模态进行分类。将判定为基波成分与谐波成分相互混叠的模态的能量作为优化经验小波变换模态边界的参数,设计经验小波滤波器对超声射频回波信号做滤波处理。仿真和实验表明相比传统的人为给定截止频率的带通滤波器和将发射反相位信号得到的回波信号相加滤波的脉冲反转法,本文提出的方法具有更好的滤波性能和稳定性。带通滤波器和本文方法滤波后生成的乳腺肿瘤谐波B超图对比度分别为15.77 dB和20.78 dB。 展开更多
关键词 组织谐波成像 谐波分离 变分模态分解 经验小波变换
原文传递
基于轨道角动量谱分解的多通道水声通信及系统实现 被引量：1
15
作者 开诚治 刘天颀 +3 位作者 王青东 李禹志 郭各朴 马青玉 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期103-110,共8页
水声通信能够实现信息的长距离传输,在深海探索和军事领域发挥重要作用.然而,由于换能器带宽和声波波长的影响,水声通信的发展与应用受到传输衰减大和信道容量低以及频谱利用率不足的限制.本文结合复用涡旋声束(AV)和轨道角动量(OAM)谱... 水声通信能够实现信息的长距离传输,在深海探索和军事领域发挥重要作用.然而,由于换能器带宽和声波波长的影响,水声通信的发展与应用受到传输衰减大和信道容量低以及频谱利用率不足的限制.本文结合复用涡旋声束(AV)和轨道角动量(OAM)谱分解技术,研究了基于环形收发阵列的多通道水声通信方法,并系统实现.基于发送数据的ASCII编码,利用全息信号的幅度和相位调制,驱动环形换能器阵列发射沿轴传输的多通道OAM复用涡旋声束,并通过环形换能器阵列的信号采样和OAM谱分解完成复用涡旋声束的OAM模态解码,实现了高效的并行数据传输.构建了8声源环形收发阵列和全息相控系统,开展了6通道水声通信研究,成功实现了复用涡旋声场的实验测量和OAM解码,并与传统单通道二进制串行数据通信进行性能比较.理论和实验结果证明,基于OAM谱分解的通信通道数由发射阵列的阵元数N决定,其解码精度由发射信号的相位精度和接收阵列的阵元数决定;阵元数N≥1的大阵列系统在满OAM模式复用条件下的传输速率约为传统水声通信的N倍.本研究表明基于OAM谱分解的多通道通信可大幅提高信道容量和频谱利用率,为其在水声通信中的实际应用提供了一种实用方案. 展开更多
关键词 多通道水声通信 轨道角动量复用 环形收发阵列 全息信号 谱分解
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高阶微穿孔型超材料低频宽带吸声机理 被引量：3
16
作者 郭梦媛 刘崇锐 +1 位作者 苏文斌 范圣平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期192-199,220,共9页
针对现有低频噪声控制的迫切需要,提出了一种高阶微穿孔型超材料结构,解释了其低频宽带吸声机理,并设计了新型的高阶微穿孔型低频宽带吸声超材料,在300~3 000 Hz的频率范围内表现出连续优异的吸声特性。设计了单个单元的吸声结构,通过... 针对现有低频噪声控制的迫切需要,提出了一种高阶微穿孔型超材料结构,解释了其低频宽带吸声机理,并设计了新型的高阶微穿孔型低频宽带吸声超材料,在300~3 000 Hz的频率范围内表现出连续优异的吸声特性。设计了单个单元的吸声结构,通过在传统的微穿孔超材料内部增加穿孔板的方式,激发高阶特性,对比发现,高阶微穿孔型超材料实现了对高阶峰值的灵活调整。使用理论公式和有限元仿真,建立单元结构的计算模型计算单元的吸声系数,对结构进行吸声机理分析,同时分析了典型结构参数对于吸声特性的影响规律;在此基础上,通过单元间的严格耦合,设计了一种9单元宽带吸声结构,并进行实验验证。实验结果表明,该材料总体厚度为106.1 mm,在300~3 000 Hz的频率范围内获得了连续优异的带宽,平均吸声系数达到90%以上。该结构具有亚波长厚度的低频宽带吸声特性,在汽车、飞机、轮船等噪声环境中,具有广阔的减震降噪的工程应用前景。 展开更多
关键词 声学超材料 低频宽带吸声 微穿孔板 折叠背腔
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基于非厄米声学超材料的宽带相干完美吸收
17
作者 严雨婷 杨京 +1 位作者 梁彬 程建春 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期54-62,共9页
相干完美吸收只能在特定共振频率处或窄带实现完美吸收,这极大地限制了其在实际应用中发挥作用。近年来,非厄米调制和声学超材料的引入为复杂声波操控提供了全新的研究思路,并由此产生了许多在天然结构中难以实现的新颖的波与物质的相... 相干完美吸收只能在特定共振频率处或窄带实现完美吸收,这极大地限制了其在实际应用中发挥作用。近年来,非厄米调制和声学超材料的引入为复杂声波操控提供了全新的研究思路,并由此产生了许多在天然结构中难以实现的新颖的波与物质的相互作用。本文提出一种非厄米声学亚波长腔管耦合模型,理论推导并展示了相干完美吸收的演化过程。通过调控系统的非厄米参数实现了两个相干完美吸收的简并,简并处带宽平均因子为12.825,且在输出谱图上观测到与之相应的宽带完美吸收特性。本文工作为基于非厄米声学超材料实现宽带相干完美吸收提供了一种新的途径,同时也为开发用于宽带声吸收、声检测等工程应用领域的新型功能性器件奠定了理论基础。 展开更多
关键词 非厄米 声超材料 相干完美吸收 宽带 简并
原文传递
生物组织内低频振动声信号特性仿真研究
18
作者 确太降初 贺新明 +2 位作者 罗婕妤 曹琳娜 李雁浩 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1070-1078,共9页
振动声成像是一种新兴的超声成像方式,它是通过间接获取生物组织的声学和机械信息进行成像,同时弥补了传统超声医学成像分辨率不足的问题,具有潜在的临床应用价值。然而,目前振动声成像的组织对比度不高,其中一个重要原因是需要进一步... 振动声成像是一种新兴的超声成像方式,它是通过间接获取生物组织的声学和机械信息进行成像,同时弥补了传统超声医学成像分辨率不足的问题,具有潜在的临床应用价值。然而,目前振动声成像的组织对比度不高,其中一个重要原因是需要进一步明晰不同生物组织内的低频振动声信号特性,因此探究不同组织对低频声振动的敏感度和差异性极具价值。该文基于k-Wave声学仿真平台,通过构建扇形阵列双频聚焦超声的声传播仿真模型,计算并分析了共焦区的声辐射力大小及低频振动声信号的幅值特性。此外,考察了生物组织特性、双频聚焦超声换能器的张角大小、中心频率以及分瓣数对低频振动声信号幅值的影响。仿真研究结果表明:不同生物组织内低频振动声信号的幅值存在差异,与组织参数密不可分。使用大张角聚焦超声换能器可增大共焦区的动态声辐射力,进而提高超声激发声发射信号强度。此外,换能器中心频率的选取会影响超声激发声发射信号的强度;改变换能器分瓣数N的大小,超声激发声发射信号幅值的变化不明显。该研究为明晰不同生物组织内振动声成像的物理机制提供了理论支撑。 展开更多
关键词 双频聚焦超声 振动声成像 低频振动声信号 生物组织
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流体-孔隙介质周期性粗糙界面超声波反射与透射特性研究
19
作者 张煜静 韩庆邦 +3 位作者 苏娜娜 吴洋 靳琪琳 孙刘家 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第2期218-223,共6页
为了研究超声波在流体-孔隙介质周期性粗糙界面的传播特性,文章基于周期性锯齿粗糙界面的衍射模型分析孔隙介质开孔与闭孔状态下孔隙度对反射与透射的影响。通过孔隙介质比奥特(Biot)理论与光栅方程理论,得到包含各阶反射系数、透射系... 为了研究超声波在流体-孔隙介质周期性粗糙界面的传播特性,文章基于周期性锯齿粗糙界面的衍射模型分析孔隙介质开孔与闭孔状态下孔隙度对反射与透射的影响。通过孔隙介质比奥特(Biot)理论与光栅方程理论,得到包含各阶反射系数、透射系数的线性方程组,再利用傅里叶变换进行数值计算,得到孔隙度与流体-孔隙介质周期性粗糙界面反射系数、透射系数之间的关系。结果表明,由于界面的周期性,频率对反射与透射系数的影响没有呈现一定的规律。但孔隙度对反射与透射系数有显著影响,且由于孔隙介质状态的差异性,导致反射与透射系数在开孔与闭孔时变化趋势不同。 展开更多
关键词 孔隙介质 粗糙界面 反射系数 透射系数
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岩土类颗粒物质宏-细观力学研究进展 被引量：63
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作者 孙其诚 程晓辉 +1 位作者 季顺迎 金峰 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期351-371,共21页
岩土类颗粒物质在自然界、工程建设以及日常生活中普遍存在,其运动特性的研究在力学界已经开展了几十年.在近20年开展的一系列小尺寸物理实验中,颗粒物质表现出许多新奇现象,人们从物理角度开展了系统研究,在统计力学中,颗粒固体的流体... 岩土类颗粒物质在自然界、工程建设以及日常生活中普遍存在,其运动特性的研究在力学界已经开展了几十年.在近20年开展的一系列小尺寸物理实验中,颗粒物质表现出许多新奇现象,人们从物理角度开展了系统研究,在统计力学中,颗粒固体的流体动力学等理论研究以及实验检测技术等方面都取得突破性进展,深刻地揭示了颗粒材料的物理机制,促使力学界对颗粒物质研究中原有的概念、假设、模型和理论进行重新认识.本文主要介绍颗粒物质的细观结构特点,以Rowe应力剪胀关系为例的宏细观研究思路,非线性、非弹性本构关系的细观推导,宏观强度与颗粒摩擦系数的关系,尺寸效应和相似关系等基础问题,介绍了岩土颗粒力学的新进展,介绍了常用的实验量测手段.基于我们的经验,提出了今后需要加强的几个方面:如分析颗粒离散元理论和计算细节;开展理想实验来验证理论和计算结果;结合迅速发展的高性能计算能力,开展高科学置信度大规模计算.目前,岩土类颗粒物质的宏细观研究尚处于起步阶段,到达实际工程应用还有很长的路要走;相关的工程技术要取得实质进展,还需依赖颗粒物质等基础研究的突破. 展开更多
关键词 颗粒物质 多尺度结构 岩土力学 地质灾害
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