采用大涡模拟和FW-H方法,对1:8缩比8车编组北京轨道交通新机场线列车气动声学特征进行模拟研究。列车模型按照实际列车缩比而成,包含转向架、风挡和受电弓等复杂结构。列车运行速度分别为140,160,220和250 km/h。研究分析速度场、涡量场、压力脉动场和辐射声场等。研究结果表明:偶极子声源强度主要分布在尾车、头车流线型车底、第1个转向架、空调机组和受电弓区域;不同测点声压级随着频率的增加,总体呈现为先上升后下降的趋势,在400~700 Hz频率左右时测点声压级达到峰值;监测点的总声压级在头车流线型附近较大,在尾车及其下游,总声压级逐渐减小。

介绍了柱面内声全息技术的基本原理,对其实施过程中的数据采集、算法实现和滤波等关键技术进行了研究;并通过数值仿真的形式研究了该技术在柱形声源内辐射声场的重建,柱形声源的识别和定位过程中的有效性、可行性和准确性.研究的结果表明,柱面内声全息技术在柱形声源内辐射声场的重建、柱形声源的识别和定位中有着明显的优点.

本文对高频段(ka5)结构体辐射声场用高频近似即所谓平面波近似方法来计算。该方法不但避免了通常所用的边界元法(Boundary Element Method,简称BEM法)计算结构体辐射声场出现的3个问题:(1)不光滑点处的C(P)因子计算,(2)奇异积分,(3)特征频率处解的非唯一性,而且该方法精度较高,计算量小,便于微机计算。

研究了矩形活塞声源幅射声场的特性.利用瑞利积分,计算了矩形活塞声源幅射声场的声压分布,画出了声压分布图,并分析了辐射声场的指向特性.结果表明,随着活塞尺寸的增加,声场指向性将变得尖锐.这一结论为进一步研究平面型声聚焦阵提供了理论基础.根据惠更斯原理,推出了由m个矩形活塞构成的相位阵的三维声压分布,并指出了辐射声场的指向性.

研究了用于声场分布的直接边界元法。采用ANSYS对超声系统进行模态分析和谐响应分析,利用SYSNOISE实现边界元法计算了超声系统辐射声场,得到了矩形变幅杆的表面声压和辐射声场,并与理论值比较,验证了边界元的正确性。结果表明,利用边界元方法能为用于近场悬浮现象的超声系统设计提供理论依据和参考。

为了得到电磁超声表面波换能器在被测试件表面和内部的辐射声场分布，采用ANSYS有限元仿真软件对电磁超声换能器辐射声场进行仿真．建立了电磁超声换能器三维有限元模型并进行了优化，给出了被测试件中感生涡流与换能器激励线圈参数的量化关系．通过电磁结构耦合的方法得到被测试件内部及表面不同方向质点的位移变化，分析了在被测试件内部的辐射声场分布，并给出了被测试件表面辐射声场的指向性规律．根据仿真模型搭建了电磁超声探伤平台，实验结果与指向角仿真结果基本吻合．实验结果表明：对电磁超声表面波辐射声场的有限元仿真，为其设计优化、实际探伤范围的确定、接收线圈放置位置，以及收发装置的安装角度提供了依据．

建立空气声源跨越空-水界面辐射声场的快速场仿真计算模型，并提出改进的可以处理海底为弹性介质时的声传播计算方法。通过用理论值和用传播矩阵法计算的水平波束与幅度、相位关系图以及传播曲线的比较，验证了仿真计算算法的正确性。仿真计算结果表明：该方法在计算空气声源的辐射声场时，既包含了离散模式部分，又包含了连续模式，对中短距离的声场进行计算的结果较准确，优于简正波方法。通过该仿真算法可对空气声源的在空气及水下的辐射声场进行分析，对进一步研究水下对空中目标的探测技术具有重要意义。

超声相控阵检测技术是利用脉冲反射法对被检构件中是否存在缺陷(如裂纹、夹杂、气孔等)进行无损检测,阵列换能器是该检测技术中实现电-声转换的传感器件,其声场特性是能否获得并有效利用被检测部位或区域回波信息的决定因素,也是设计换能器阵的主要依据.从平面矩形活塞阵元的辐射声场出发,利用简便算法对阵元辐射声场、一维线阵辐射声场进行了仿真模拟,分析了影响阵列换能器性能的几个主要因素,提供了阵列换能器的设计思路,并对采用相控阵超声换能器与常规超声换能器探测人工缺陷时的扫查波形进行了比较.