二次余数扩散结构声学扩散性能仿真模拟研究

发布时间：2017-08-20 18:16

  本文关键词：二次余数扩散结构声学扩散性能仿真模拟研究

  更多相关文章： 二次余数扩散体 模拟仿真 声阻抗 扩散系数 底部声腔 斜入射

【摘要】：二次余数扩散体(Quadratic Residue Diffuser, QRD)是1970年德国Manfred Schroeder教授根据最大长度序列(Maximum Length Sequences, MLS)提出来具有良好扩散吸声性能的结构；该结构不仅有良好的扩散性能,而且兼顾低频吸声属性,因此又称为“扩散吸声体(Diffsorber)"。在歌剧院、音乐厅、会议室、录音室等声学环境要求较高的场所中得以广泛的应用,但是目前对该结构的工程应用仍然以经验设计为主,对于其扩散吸声等声学性能的准确、有效模拟仍有待于进一步探讨,尤其是对于低频扩散性能的研究,以能够为进一步的工程应用提供理论指导和借鉴。本文作者在已有相关文献研究基础上,在国家自然科学基金项目(51175300)与上海交大合作项目“二次余数扩散体复合结构的声学特性模拟和优化研究”的联合资助下,以基于数论理论构造的二次余数扩散吸声体(QRD)声学结构为主要研究对象,对于其扩散性能通过仿真计算模拟进行了深入地分析探讨。本文首先对二次余数扩散吸声结构国内外研究现状(包括理论分析、数值预测、实验技术等方面)进行了比较全面综合性的总结和阐述,在此基础上,围绕QRD结构的表面散射理论、声场极坐标响应分布、扩散系数的计算等相关理论,从理论分析的角度探讨了结构表面速度分布可视化、场点极坐标响应、扩散系数与QRD结构扩散分布均匀性之间的关系。进而依据扩散系数的相关测试标准(AES-4id-2001)的测试要求,建立了QRD结构扩散系数的仿真测试平台,对于QRD的声学性能进行了一系列仿真计算,并与相应的实验结果进行比较,验证了仿真模型的有效性。最后以仿真测试平台为基础,针对QRD的部分重要参数对QRD结构扩散特性的影响进行了仿真计算分析,部分仿真分析结论与已有的实验研究结论相一致。本文主要研究内容：(1)理论方面：介绍了二次余数扩散吸声体的理论基础,其结构是根据二次余数序列形成,而二次余数序列是由数论理论中伪随机序列生成,根据序列数的不同,构造了相应的数值模型。通过分析结构凹槽表面的振动速度,从振动特性说明结构的扩散特性；在此基础上,计算结构外场点极坐标响应和扩散系数说明结构扩散均匀性和低频吸声性能。(2)数值预测方面：首先,通过改变不同QRD结构参数说明QRD结构的扩散均匀性和低频吸声属性,不同尺寸结构,不同室内空间大小都是可变因素；通过Virtual. Lab声学软件建立测试模拟平台,分别对QRD结构的底部声腔、周期性和入射角度等参数对于结构表面扩散吸声性能的影响进行了分析探讨。(3)通过仿真方法构造不同尺寸结构,分析底部声腔、周期性等参数对扩散体的扩散性能影响的通用性和广泛性。
【关键词】：二次余数扩散体 模拟仿真 声阻抗 扩散系数 底部声腔 斜入射
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU112
【目录】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 符号说明15-17
• 第1章 绪论17-27
• 1.1 研究背景和意义17-18
• 1.2 研究现状18-24
• 1.2.1 国内外研究现状18-22
• 1.2.2 数值预测方面22-23
• 1.2.3 实验测量技术方面23-24
• 1.3 主要研究内容24-25
• 1.4 本章小结25-27
• 第2章 扩散吸声体的理论研究27-41
• 2.1 界面声散射理论27-29
• 2.2 扩散系数与散射系数29-32
• 2.2.1 扩散系数29-30
• 2.2.2 散射系数30-31
• 2.2.3 扩散系数与散射系数对比分析31-32
• 2.3 二次余数扩散体的声学性能理论分析32-36
• 2.4 QRD结构扩散系数的主要理论计算方法36-38
• 2.4.1 边界元的理论计算原理36-37
• 2.4.2 ATV方法的理论计算原理37-38
• 2.5 QRD建模的主要理论假定条件38-39
• 2.6 本章小结39-41
• 第3章 扩散吸声体的扩散数值预测和实验验证41-51
• 3.1 QRD结构数值建模过程41-43
• 3.1.1 QRD建模41
• 3.1.2 表面速度分析41-43
• 3.2 QRD结构的声学性能仿真计算与分析43-45
• 3.2.1 仿真计算流程43-44
• 3.2.2 极坐标分布44-45
• 3.3 实验验证45-49
• 3.3.1 极坐标对比45-47
• 3.3.2 扩散系数对比47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 结构参数对QRD扩散性能的影响分析51-69
• 4.1 底部声腔对扩散系数的影响51-57
• 4.1.1 表面振动速度分析51-54
• 4.1.2 极坐标响应分布54-56
• 4.1.3 扩散系数对比分析56-57
• 4.2 结构周期性对扩散系数的影响57-62
• 4.2.1 周期结构速度分析57-59
• 4.2.2 极坐标分析59-61
• 4.2.3 周期性结构扩散系数对比61-62
• 4.3 入射角度对扩散系数的影响62-63
• 4.4 不同尺寸结构参数扩散性能对比63-67
• 4.4.1 构造不同尺寸结构63-64
• 4.4.2 周期性结构扩散对比64-66
• 4.4.3 不同尺寸底部声腔的扩散对比66-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第5章 结论和展望69-71
• 5.1 主要研究结论69-70
• 5.2 研究创新点70
• 5.3 问题和展望70-71
• 参考文献71-77
• 致谢77-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文79-80
• 附件80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 包飞;刘玲;王亚晨;雷学东;蔡俊;;微穿孔板复合对二次余数扩散结构扩散性能影响研究[J];应用声学;2013年05期

2 樊栓狮,王金渠;沸石膜的扩散性能研究[J];石油化工;1998年07期

3 孙国良;王英杰;;劲性砼柱端部轴力扩散性能的试验研究[J];郑州工学院学报;1989年04期

4 彭文杰,李新海,王云燕,王志兴,郭华军;LiCoO_2电极中锂离子的扩散性能[J];中南大学学报(自然科学版);2004年04期

5 王彩辉;孙伟;蒋金洋;孙国文;叶邦土;韩建德;;动载-环境耦合作用下氯离子在混凝土中的扩散性能研究[J];工业建筑;2010年11期

6 潘伯林;温小栋;谷伟;;面层厚度对梯度结构混凝土扩散性能的影响[J];北京工业大学学报;2013年07期

7 姚小利;杜旭东;刘宗健;陆超;崔群;王海燕;姚虎卿;;正己烷在5A分子筛上高温吸附/脱附及扩散性能[J];化学工程;2010年11期

8 游猛;唐咸燕;彭红;;矿物掺合料对混凝土强度和抗氯离子扩散性能的影响[J];建筑技术开发;2007年06期

9 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 杨建江;杨庆生;;树脂基微纳米纤维复合材料的湿扩散性能分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 吴志刚;郝挺宇;涂玉波;侯学力;白云;P.A.M.Basheer;;混凝土抗氯离子扩散性能的试验室及现场检测评价[A];第十届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C];2008年

3 张苏宏;隋盘盘;秦玉才;孙庆;郑兰歌;段林海;宋丽娟;;频率响应法研究高岭土原位晶化Y型分子筛的吸附扩散性能[A];第十七届全国分子筛学术大会会议论文集[C];2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 任重义;二次余数扩散结构声学扩散性能仿真模拟研究[D];山东大学;2016年

2 包飞;（微）穿孔板复合对二次余数扩散结构扩散性能影响研究[D];上海交通大学;2014年

3 张嫱[;碳氢化合物在多级孔ZSM-5沸石中的吸附与扩散性能研究[D];太原理工大学;2014年

4 解旭阳;Nb-Ti(Hf)-Co共晶合金氢溶解与氢扩散性能[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 陈安亮;炭膜的二氧化碳吸附扩散性能的研究[D];大连理工大学;2012年

，

本文编号：708145