《基於換能器陣列的單向聲邊界的研究》是依託東南大學，由韓寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於換能器陣列的單向聲邊界的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓寧
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
使用強非線性聲學介質/結構可獲得聲波的單向傳播性，但目前僅有的一維實驗模型只對某頻寬中的幾個頻率點有效。本項目探討如何利用換能器陣列獲得單向聲學邊界，使這一高新技術能夠更早、更靈活地套用於國民生活和國防建設中。本項目的研究內容包括轉化由Kirchhoff-Helmholtz積分方程決定的單向聲邊界對控制源的要求，計算理想的控制源並加以離散，設計自適應控制算法以及建立實驗系統，最終目標是研究單向聲邊界的形成機理和它對周圍聲場的作用原理。經查詢，國內外目前還沒有類似的研究。本項目在理論和套用上都有較大意義：理論上，與特異、強非線性聲學介質/結構相比，研究聲波在邊界上單向傳播的本質原因和條件；套用上，因為單向聲邊界同時具有輻射聲和散射聲控制的效果，在振動物體的聲隱形技術方面，具有很大優勢。
結題摘要
該項目研究計畫涉及三個方面的內容：A．單向聲邊界的理論研究；B．單向聲邊界的數值研究；C．單向聲邊界的實驗實現。針對以上三項研究內容，執行情況如下：A方面，在一維條件下，針對聲波向左、向右傳播的情況，分解單向聲邊界的作用和效果；確定控制聲源的性質，即單指向性聲源，並討論它的構建方法；探討控制聲源工作時的狀態和對聲場的影響；將以上結果推廣至三維條件，對特殊套用條件下的簡化配置進行分析。B方面，在一維條件下，設計單指向性聲源的自適應控制算法；建立二維管道模型並使用精確的數值計算方法，以此研究自適應控制系統的作用機理，為單向聲邊界的機理解釋提供幫助；將以上自適應控制算法推廣至適用於三維空間的多通道控制系統，並在特殊套用條件下簡化通道數和系統結構。C方面，在一維實驗條件下，構建單指向性聲源；通過測量各傳輸路徑的穩態傳遞函式，建立單向聲邊界的穩定實驗系統；根據之前提出的自適應控制算法，建立單向聲邊界的自適應實驗系統；將以上結果推廣至三維條件，實現特殊套用條件下散射聲控制的自適應實驗系統，獲得了較好的控制效果。項目預期成果為：發表論文6-12 篇，其中在聲學和信號處理領域的國內外一流刊物上發表3-6篇，申請發明專利1-2項。項目結題成果為：發表論文12篇，其中在聲學領域的國內外一流刊物上發表SCI論文5篇，EI論文2篇；申請發明專利2項；已投出論文4篇。滿足項目預期要求。
