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期刊信息/Journal information
应用声学
应用声学

王秀明

双月刊

1000-310X

yysx@mail.ioa.ac.cn

010-82547761

100190

北京海淀北四环西路21号

应用声学/Journal Applied AcousticsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是声学领域的学术刊物，由中国科学院主管，中国科学院声学研究所与中国声学学会联合主办.是中国自然科学核心期刊、中国科技论文统计用刊.国内外公开发行.办刊的宗旨是繁荣应用声学事业，促进新成果的开发与推广，促进科研、工程技术人员与生产的实践者之间的相互了解和合作。本刊登载应用声学各个分支及其交叉学科在国内外的新进展、新动态的综合性评论介绍，研究工作的论文、简报，工业生产或科学实验中的技术成果，制作工艺的革新与经验交流等.此外，还刊登新书评价，声学标准，国内外的重要声学消息会议报道。
正式出版
收录年代

    快速收敛的低复杂度稀疏水声信道估计方法

    李宪鹏王海斌汪俊台玉朋...
    709-718页
    查看更多>>摘要：针对水声信道的稀疏特性,该文基于集员L1范数约束比例调节仿射投影算法,在不增加稳态误差的前提下,首先采用一种鲁棒集员滤波思想,通过设定动态误差门限加速算法收敛速度;另外针对其矩阵计算复杂度高问题,利用历史的比例调节矩阵优化信道更新方程,使得某些过程矩阵可通过递归方法更新,从矩阵运算角度降低了计算复杂度.湖试和海试数据处理结果表明,面对弱时变和强时变信道时,此方法相对已有稀疏水声信道估计方法略微降低稳态误差的同时具有更快的收敛速度,并从矩阵运算和迭代次数两个方面降低了计算复杂度.

    仿射投影算法收敛速度集员滤波低复杂度实现

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    单端激励的压电细棒纵振特性分析建模

    潘瑞柴勇莫喜平刘文钊...
    719-726页
    查看更多>>摘要：针对单端激励的压电纵振换能器中激励部分与被激模态之间的关系问题,使用压电细棒分布参数模型构建等效电路,通过计算其力学阻抗的零极点,研究了激励部分的长度与所激发模态之间的关系以及被激模态的谐振特性.通过有限元方法建立具体算例,仿真分析了不同激励长度对压电细棒谐振特性的影响规律.对比分析结果表明,理论模型与有限元仿真计算吻合较好.研究结果可为单端激励方法以及多模态纵振换能器的设计提供理论依据.

    单端激励纵振换能器等效电路多模态有限元方法

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    小孔径多波束声呐测深算法改进

    孙璟符晓磊夏伟杰
    727-734页
    查看更多>>摘要：多波束测深声呐采用多重信号分类算法能够在较小阵列尺寸的情况下保证较高的角度分辨率.然而,由于水底回波的边缘波束信噪比较低,多重信号分类算法伪谱中较强的伪峰干扰会导致后续测深算法的深度估计结果出现错误.针对该问题,提出一种基于最大信噪比的修正峰值搜索算法.该算法假定相邻波束的水底地形具有缓变性,选取回波信噪比最大的时刻,利用多重信号分类算法进行波达方向估计以获取信号角度、时间参考值.然后,分别向左右两侧利用时间期望值对回波信号进行加权与峰值搜索,实现更精确的测深.最后,通过实测数据验证了该文提出算法的有效性,该算法在特定条件下能够将边缘波束的最大测深误差减小25.85％,平均测深误差减小8.02％.

    多波束测深声呐小孔径阵列多重信号分类算法修正峰值搜索

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    基于Biot-Stoll理论的充液管-海底沉积物导波的传播特性

    张绍慧张秀梅王秀明赵傲耸...
    735-741页
    查看更多>>摘要：研究海底沉积物的声学特性对海洋国防和经济开发具有重要的意义.该文基于Biot-Stoll理论对充液管-海底沉积物中激发产生的模式波的传播特性进行了分析,并数值仿真了海底沉积物声学参数测量的应用.首先,对该模型下的声场进行了求解,建立了模式波的频散方程,研究了管中纵向轴对称模式的传播特性.其次,在纵向L(0,1)模式波传播特性的研究中,数值模拟了接收波形,构建并求解了目标函数,论证了该模式波反演沉积物孔隙参数的可行性.研究结果表明:充液管-海底沉积物模型中的L(0,1)模式波的传播特性对沉积物孔隙参数变化敏感,数值仿真证实了可以利用L(0,1)模式波来反演沉积物孔隙参数.

    导波Biot-Stoll理论参数反演

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    超磁致伸缩单激励椭圆振动系统的设计

    刘强贺西平
    742-749页
    查看更多>>摘要：为了实现超声振动辅助加工,该文研制了一种超磁致伸缩单激励椭圆振动系统,其由超磁致伸缩换能器和结构不对称的弯曲振动变幅杆组成.利用各组件之间的连续边界条件,推导出超磁致伸缩换能器的频率方程,并根据Timoshenko理论设计了变幅杆.随后,利用有限元方法研究了变幅杆中的过渡圆弧对振动系统输出端头产生的椭圆轨迹的影响.振动系统的谐振频率设计值为20.486 kHz,在换能器的激励下,变幅杆产生纵向及横向振动.实验测试了振动系统的等效电阻抗、变幅杆端面处的纵向和横向振动振幅以及两者的相位差.结果表明,振动系统的实际谐振频率为20.7 kHz,带宽为187.5 Hz,纵向振幅稍大于横向振幅,多次测试后的纵横向振动的平均相位差为101°.测试的谐振频率、变幅杆端头运动轨迹与计算结果相符.

    超磁致伸缩材料单激励椭圆振动有限元分析

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    基于调制声场的腔体内壁黏附物清洗方法

    田振蔡飞燕王金萍李剑平...
    750-755页
    查看更多>>摘要：传统超声清洗技术已经广泛应用于器件外表面的清洗,但对于微器件内部,如:狭缝、微腔体等,目前该技术仍难以胜任.其主要原因是自由微泡难以在器件内部指定位置稳定持续爆破.该文提出利用调制声场调控微腔体内声场极值的位置,使得微泡在声辐射力的作用下能够移动并停驻在腔体内壁附近位置,再采用瞬时高强度低频声场爆破微泡,其产生的微射流等实现腔体内壁黏附物分离并清洗的目的.该技术可以为医疗微管、光学仪器以及半导体芯片等精密器件的腔体内部清洗提供物理模型和技术基础.

    超声清洗调制声场腔体清洗技术颗粒污染物分离

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    声激励低频多模磁电天线谐振特性

    李建波刘婷婷董红梅郭辉辉...
    756-764页
    查看更多>>摘要：传统的低频通信系统成本高、体积大、功耗高,这限制了它在透地/透水通信、地质勘探和军事等领域的应用.基于多铁性材料构成的磁电天线是利用声谐振取代电磁谐振从原理上克服传统低频天线小型化的难题.磁电天线不同的谐振模态对应着不同的谐振特性,这决定了天线的工作频率和辐射强度,然而磁致伸缩层厚度影响天线的谐振特性.针对这些问题,利用有限元方法得到了磁致伸缩层厚度对天线谐振特性的影响.结果表明,随着磁致伸缩层厚度增加,厚度纵波谐振的谐振频率降低,弯曲谐振、长度剪切波谐振和宽度兰姆波谐振的谐振频率增加.制备了不同磁致伸缩层厚度的天线样机,对天线的谐振特性进行测试,实测结果与仿真结果基本一致.此外,研究了磁致伸缩层厚度对天线机械损耗的影响.随着磁致伸缩层厚度增加,天线的机械损耗先减小后增加.多模低频磁电天线的谐振特性和机械损耗的研究可以为天线的频率设计提供指导,并为增强其辐射强度提供思路.

    声波谐振磁电天线谐振特性机械损耗

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    基于卷积神经网络的气井油管液位下方气体泄漏声波检测

    马凡凡樊建春杨云朋丁建敏...
    765-774页
    查看更多>>摘要：气井油管泄漏问题一直普遍存在于油气生产中.针对油管液位下方泄漏声波特性不明、识别困难的问题,建立了基于声波和卷积神经网络的气井油管液位下方泄漏检测方法.首先搭建了可视化的油管泄漏模拟试验装置,进行了典型工况下的泄漏声波检测试验,然后在时频域内分析了液位下方泄漏的声波信号,最后利用自主搭建的卷积神经网络模型用于油管泄漏检测,将声波信号经过短时傅里叶变换获取的时频图作为模型的输入进行模型参数训练.结果表明,液位下方泄漏声波均方根值和绝对均值随着泄漏流量、液位深度的增加而增大,液位下方泄漏声波时频谱明显区别于其他工况,所提模型泄漏识别准确率可达99.33％,与基于极限学习机,支持向量机的识别模型相比较,所提模型识别准确率更高,验证了所提方法的有效性.

    气井油管液位下方泄漏卷积神经网络泄漏识别声波

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    水浸超声线聚焦探头发射声场测量方法

    曹永朋张先锋陆杨星于磊...
    775-782页
    查看更多>>摘要：航空构件常用小直径棒材进行加工制造,棒材的缺陷检测成为保证构件加工和使用质量的重要手段.但水浸超声点聚焦检测柱形或球形工件时易发生声束发散,检测灵敏度低下,而水浸超声线聚焦探头作为小直径棒材曲面检测的特殊应用,其声场分布决定了探头的检测能力与检测效率,因此线聚焦探头声场测量对小直径棒材检测具有重要意义.选取三只标称频率均为10 MHz,水中焦距分别为25 mm、38 mm、60 mm以及一只探头标称频率为15 MHz,水中焦距为20 mm水浸线聚焦超声探头.分别采取大平底、Φ3.18 mm的球靶和Φ1.5 mm的钢棒作为反射体,通过三轴自动化装置带动探头运动,得到不同反射体所测量的探头声场特性参数,并对测量结果进行对比,分析线聚焦探头声场测量方法.结果表明采用钢丝调整后球靶法可得到线聚焦探头较为准确的声场分布,采用钢丝法结合球靶法能够能到线聚焦探头较为准确的声场特征参数.

    水浸线聚焦探头声场测量水浸检测

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    高频超声波系统智能控制技术

    隋修武蔡俊杰舒风华
    783-790页
    查看更多>>摘要：为改善高频超声波系统由谐振频率跟踪性能不足导致的低功率传输问题,对系统自适应处理能力加以改进.以一参数已知的超声换能器作为研究对象,围绕其搭建实验平台,建立以超声换能器工作频率、工作电流有效值为输入参数,超声驱动信号频率为输出参数的预测控制模型并嵌入单片机中,与直接数字频率合成器元件共同组成控制核心,实时预测控制供能端驱动信号频率,跟踪输出端谐振频率.实验结果显示,该技术可以有效控制超声驱动信号频率且系统跟踪调谐精度的相对误差在0.82％以内,使得输出功率误差最大为6.51％,平均控制时长为0.96 s,显著提高系统频率跟踪效果.同时,该实验方法提供了一种可以有效建立高频超声波系统预测控制模型的参考,具有较强的适用性.

    高频超声波系统频率跟踪功率控制智能控制算法

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