參量聲源非線性聲場分形特徵及形態控制方法研究

《參量聲源非線性聲場分形特徵及形態控制方法研究》是依託電子科技大學,由李學生擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：參量聲源非線性聲場分形特徵及形態控制方法研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李學生

項目摘要

參量聲源是一種利用聲波在空氣中的非線性互動效應工作的新型聲源，其聲場具有高度的指向性和強烈的非線性特徵，目前尚沒有精確的聲場理論模型來表達其特性。為此，項目擬以參量聲源為研究對象,對其非線性聲場的分形特徵和形態控制方法展開研究，研究內容主要包括：運用分形學理論分析聲場在分形幾何空間的形態特徵，以揭示聲場的形成機理和影響機制；採用盒子計數、功率譜、小波變換、多重分形等方法確定聲場的分形維數，以建立基於分形維數的非線性聲場理論模型；在理論模型基礎上明確聲場的形態控制方法，進而開發出新型非線性信號處理算法模型及實現方法；最後通過聲場測試和實驗驗證評估所建理論模型的準確性和有效性。項目的研究成果可為參量聲源提供更加完善的精確理論依據,對於推動參量聲源的規模化套用進程具有重要意義。

結題摘要

項目以參量聲源為研究對象,對其非線性聲場的分形特徵和形態控制方法展開了研究，完成的研究工作主要有：參量聲源非線性聲場形成機理和影響機制研究；參量聲源換能器陣列材料、結構等參數對聲場的影響；基於分形的參量聲源聲場理論分析模型建模與仿真研究；參量聲源波束合成及形態控制方法的研究；參量聲源非線性聲場測試和理論模型驗證。所取得的研究成果主要有：確立了分形理論在參量聲源聲場分析中的套用方法，並建立了初步的模型；初步發現可以將多重分形理論套用於KZK方程求解過程，這為後續精確理論建模研究提供了重要參考；採用信號延時疊加模式，通過改變參量聲源原波波束，成功實現了差頻波波束的電控偏轉，並初步確定了影響參量聲源聲場形態的關鍵參數；開發出基於一種全新的基於自適應濾波預處理的殘留邊帶信號調製算法，大幅提升了系統音質。根據研究成果轉化的商業化聲頻定向揚聲器產品，可廣泛套用於廣告、交通、酒店、多媒體設備、家庭影院、公共場所局部聲音服務等眾多領域，有極大的社會價值和經濟價值。