声速

摘要： 介绍了混凝土超声法的测试原理和方法,分析了影响混凝土超声波声速的因素。通过分析铁路32 m跨度预制简支箱梁混凝土声速试验以及混凝土试件声速、强度测试结果,研究混凝土声速与密实度和强度的关系。结果表明:铁路C50混凝土简支箱梁的超声波声速在4600 m/s以上时,可认为混凝土的密实度较好,其强度可以达到50 MPa的要求。梁体浇筑时应加强预应力管道附近混凝土的振捣施工,保证该区域混凝土的密实度。

摘要： 高原湖泊测量属国家水利前期工作项目,因为测区自然环境恶劣、地处无人区、安全风险极高、组织实施困难、测量技术要求高等特点,故基本国情信息资料处于空白。湖泊容积量算是此项工作的重要内容之一,通过水深量算出湖泊容积并和湖面积、水位建立曲线关系。本文主要探讨了高原湖泊测量中水深测量的改正问题,采用基于水深层内常梯度下的声线跟踪声速改正和Hypack软件水深改正两种不同的水深改正方法进行水深改正,并对改正水深进行对比分析,对改正效果进行评价,通过分析找出适合西部湖泊容积量算的水深改正方法,为后期西部重要湖泊测量提供技术参考。

摘要： 针对温度和气体含量对超声波测压的影响问题,通过理论分析和实验,研究了温度和含气量对超声测压影响的原因以及影响的大小,并建立了超声测压模型。结果显示温度会影响水的密度和体积模量,从而引起声波在水中传输速度的变化,进而对超声波测压产生很大的影响;少量气体会引起水体积模量和密度的大幅度降低,从而导致声速大幅度降低。温度对声速的影响随着气体含量的增加而逐渐减小,随着气体含量的增加,温度变化引起的声速的变化量逐渐减少,对超声测压的影响也逐渐减小。

摘要： 为了准确评价超低密度水泥浆固井质量,采用室内试验方法,研究了养护时间、温度和密度等参数对超低密度水泥石强度和声学特性的影响规律,拟合得到不同密度水泥石抗压强度与纵波、横波声速之间的关系方程;结合套管井井下声场分析结果,构建了基于抗压强度的超低密度水泥测井评价相对声幅改进算法,并建立了基于抗压强度的相对声幅校核图版。验证结果表明,漂珠类超低密度水泥石的相对声幅与抗压强度之间的对应关系较好,随着抗压强度增加,相对声幅减小;在相同抗压强度条件下,相对声幅随着水泥浆密度升高而减小。研究表明,应用超低密度水泥浆固井质量评价相对声幅校核图版,可以显著地提高固井质量评价的准确性和针对性。

摘要： 在内部流体介质冲刷与腐蚀作用下,油气井口装置易出现腐蚀减薄缺陷,形成潜在的泄漏风险。干耦合压电传感方法因具有高稳定性和高可靠性,可应用于井口装置腐蚀在线监测与评价中。实际作业过程中,流体介质状态与环境温度变化会导致被测井口装置工作温度发生变化,从而影响腐蚀测量精度。针对极端温度条件下井口装置腐蚀监测的难点,分析了极端温度变化对井口材料声速与耦合材料性能的影响规律,在此基础上提出一种基于温度补偿的干耦合压电传感方法与系统,并进行了井口装置现场腐蚀监测验证试验。试验结果证明,采用基于实时温度测量的壁厚补偿算法后,干耦合压电传感腐蚀监测系统具有较高的精度与稳定性。

摘要： 超声光栅是测量液体中声波传播速度的一种有效方法,是大学物理实验的重要内容之一。原有超声腔由于其结构设计存在缺陷导致现象微弱、难找且不稳定,同时压电陶瓷片极易出现电极腐蚀现象。为此改进了超声腔,摒弃其悬架结构,利用腔体自身平行度保证了衍射效果及稳定性,采用外压盖结构安装压电陶瓷片避免了电极腐蚀。经大量实验验证,新型结构超声腔具有可靠性高、易用性强的特点。

摘要： 利用声波传感器DIS、音叉设计了声速测量演示实验,利用传感器获得声音信号波形图,让学生定性认识声音,再根据不同位置处的传感器获得不同波形图,求得时间差,得出27.8°C时声速为346.6m/s.利用此装置还可以探究温度对声速的影响.

摘要： 利用磁驱动加载实验技术和激光干涉测速技术,开展了未反应固体TATB基PBX-14炸药的斜波压缩实验,获得了20 GPa峰值压力下PBX-14炸药的后表面速度波剖面实验数据。基于阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法处理实验数据,获得了0~20 GPa压力范围内PBX-14炸药的压力-相对比容关系、高压声速-粒子速度关系等动力学特性参数。结合等熵状态方程和由实验获得的动力学参数,对PBX-14炸药的斜波压缩实验过程开展了一维流体动力学数值模拟,计算结果与实验结果吻合良好,验证了本实验方法、数据处理方法及选取的物理模型的正确性。

摘要： 生物组织在发生病变时,其组织硬度会发生明显变化。杨氏模量E是表征材料性质的基本物理量,在医学上可用于病情诊疗,所以测量杨氏模量值有重要工程意义。该文基于超声波以极微小偏角入射异介质界面时,其声波的波型与波速转换,反射波声压值发生变化的原理,提出一种基于超声测量材料杨氏模量的方法,并利用COMSOL仿真进行验证。当超声从水中入射材料后,探头将收到三次反射回波信号。通过测量三次回波信号时间和声压,结合材料厚度,可计算得到材料纵、横波声速及密度,进而获得杨氏模量值。该文对厚度15mm的四种材料进行了仿真验证,结果表明:材料杨氏模量的测量值与参考文献标准值的相对误差在0.15%-2.82%。

摘要： 利用数字示波器,采用驻波法、相位比较法、时差法测量了空气中的超声速.测量的结果准确度高,相对误差较小.数字示波器的自动测量功能可显示峰峰值、相位差,光标测量功能可测量时间差.这些功能为测量空气中的超声速带来了便利,同时使测量准确度得到提升.

摘要： 625合金材质与碳钢、P92钢的声学特性不同,会导致检测声束在625合金中的传播发生改变,因此在超声波探伤过程中会对缺陷的定位产生误差.本文以625合金、碳钢、P92钢的CSK-IA和CSK-IIIA试块为研究对象,采用不同频率和K值的斜探头测量三种材料的声速、折射角和入射点的变化;结果表明探头K值越大,在不同材料中折射角和入射点的变化越大.

摘要： 本文从流体的体积弹性模量的定义出发,推导了气液两相流中的声速随含气率的变化关系式，并通过COMSOL有限元模拟软件得到不同气体分布下圆管谐振腔最低阶模式的共振频率,间接数值模拟研究了含气率对声速的影响，模拟结果与理论计算结果一致,当气液两相流中含气率较低时,声速随含气率的增大急剧减小，本研究对确定声速与气液两相流中的含气率间的关系具有重要意义。

摘要： 定程干涉法是精度最高的气相声速测量方法,本文再现了定程干涉法共振频率的导出过程,在此基础上分析了热边界层和粘性边界层对圆柱定程干涉法和圆球定程干涉法声速实验的影响,并以声速数据丰富的Ar 为例,比较分析了边界层对这两种定程干涉法测量的影响规律。结果表明：边界层对定程干涉法声速测量有着显著的影响；边界层的影响随温度升高而增大、随压力升高而降低；适当增加共鸣腔体的几何尺寸有利于减小边界层效应的影响。

摘要： 本文探讨了仅由声速实验数据直接建立气相状态方程的可行性。以R134a 为例通过最小二乘法回归了其气相状态方程的参数,所建方程计算的声速值与实验值的相对偏差在0.025%内。检验了方程对导出热力性质的计算效果,在233-343 K 范围第二维里系数的计算值与国际状态方程的平均绝对偏差为0.23%,外推到350-540 K 范围平均绝对偏差为0.38%,优于方阱势能模型回归的结果。检验了外推到520 K、5 MPa 时方程对气相密度的计算能力,在一定范围方程的计算效果较好,但是高密度区气相密度的计算精度偏低。

摘要： 在含有气泡的水中，由于气体的密度，压缩率等物理性质和水的有很大不同，导致介质的声学特性有了很大的改变，尤其是声速，在比较宽的频率范围内有明显的变化。本文对含气泡水的声速及声吸收系数进行了研究，结果表明，在含有小气泡的水中，介质的声速及声吸收系数都将随着入射声波频率的改变而发生变化，尤其是在气泡谐振频率附近，声吸收系数达到极大值，声波相速度达到极小值且在谐振频率附近变化剧烈。随着频率增高，介质的声速及声吸收系数趋近于无气泡时的状态。

摘要： 虽然已有多种方法可以探测空气中一氧化碳气体的含量,但是大部分都无法达到到实时、较高灵敏度以及安全系数高的要求.本文提出了一种基于声弛豫吸收谱线峰值点的一氧化碳气体探测方法.该方法通过两对常用超声波换能器在两个固定频率点处对声速及声吸收系数进行测量,由两点测量值合成得到待测气体声弛豫吸收峰值点坐标.仿真结果表明,对于待测未知气体,该方法可准确定性识别一氧化碳并定量检测其浓度.该方法为火灾气体探测及工业过程控制中一氧化碳气体的检测提供了一种新思路.

摘要： 微泡型的光学回音壁模式微腔(MBR)，由于其具有高的品质因子、小的模体积越来越得到人们的青睐。由于其具有的空心的结构，液体可以在其中自由流动，同时也是一种优异的光微流器件。在光微流微泡中实现了同时对微泡中微流液体的光学折射率以及声速的二维传感.通过改变有机液体的比例,测量了机械模式对待测液体声速的灵敏度,分别为4.2-6.8 MHz/(km/s);同时观测了光学模式的峰位移动以及光机械模式的峰位移动,实现了对待测液体的二维传感.

摘要： 声学共鸣法是目前测量Boltzmann 常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和粘性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q 值)较低, 使得声学共振频率产生了非对称性,对Boltzmann 常数的确定造成不可忽略的影响。本文的理论和实验研究表明,低Q 值对声学共振频率的一阶相对影响为-1/(8Q2),通过共振频率的理论修正,可使得低 Q 值产生的频率非对称性对Boltzmann 常数的影响小于2×10-7,满足Boltzmann 常数测量的需求。

摘要： 声学共鸣法是目前测量Boltzmann 常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和粘性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q 值)较低, 使得声学共振频率产生了非对称性,对Boltzmann 常数的确定造成不可忽略的影响。本文的理论和实验研究表明,低Q 值对声学共振频率的一阶相对影响为-1/(8Q2),通过共振频率的理论修正,可使得低 Q 值产生的频率非对称性对Boltzmann 常数的影响小于2×10-7,满足Boltzmann 常数测量的需求。

摘要： 声学共鸣法是目前测量Boltzmann 常数精度最高的实验方法,圆柱定程干涉法是重要的基础方法之一。由于热边界层和粘性边界层的影响较大,圆柱腔内声学共振频率的能量品质因数(Q 值)较低, 使得声学共振频率产生了非对称性,对Boltzmann 常数的确定造成不可忽略的影响。本文的理论和实验研究表明,低Q 值对声学共振频率的一阶相对影响为-1/(8Q2),通过共振频率的理论修正,可使得低 Q 值产生的频率非对称性对Boltzmann 常数的影响小于2×10-7,满足Boltzmann 常数测量的需求。

摘要： 本发明提供一种联合历史剖面声速与实测表层声速的航渡式测深数据剖面声速改正方法，属于海洋测绘技术领域。包括：输入航渡式测深海区的历史水温、盐度及压力数据，计算声速剖面数据；标准化声速剖面的垂向分层；对标准化后的历史声速剖面群进行EOF分析，获取重构系数范围与特征向量；构建遗传算法优化神经网络模型，选择适应度函数；输入历史声速剖面数据，训练模型；将实测表层声速、位置信息、深度及特征向量输入训练完成的模型，反演声速剖面；采用常梯度声线跟踪对航渡式测深数据进行声速改正。本发明克服了当前航渡式水深数据后处理阶段缺少较高精度声速剖面进行声速改正的不足，削弱了声速误差的影响，提高了航渡式测深数据的精度。

摘要： 本发明适用海洋声速场构建技术领域，提供了一种声速获取方法及基于该方法的全球海洋声速场构建方法，该方法包括：获取海洋多个区域中的多个位置的海水的性质及位置的坐标，根据海水的性质和声速获取算法，获取海水中的声速，并获取构建位置与已知声速位置之间的距离，进而分析声速与距离的相关系数，并选取相关系数较强的位置的海水的性质及历史性质，利用第一BP网络神经算法来获取构建位置的温度场和盐度场，以及利用第二BP网络神经算法来获取构建位置的声速，进而根据海洋的多个区域中的构建位置的声速构建全球海洋声速场；实现有选择的进行数据选取，提高了声速场构建的精度和可靠性，提高了用户体验。

摘要： 本发明实施例公开了超声速和高超声速风洞流场湍流度的计算方法及装置，获取风洞流场激波后的原始总压数据，并将每一时刻的原始总压数据分解为不含脉动的波后总压数据和实际的波后总压脉动数据；根据预先获取的风洞流场对应的压力脉动换算系数和每一时刻的各实际的波后总压脉动数据，分别计算各实际的波后总压脉动数据对应的实际波前静压脉动数据；将各实际的波后总压脉动数据根据特征时间分成多个数据段；根据各不含脉动的波后总压数据的平均值按照第一预设公式计算风洞流场在预设时间段内波前静压的平均值，并根据波前静压的平均值以及各实际波前静压脉动数据按照第二预设公式计算每一数据段对应的湍流度。本发明可提高湍流度的计算精度。

摘要： 本发明提供一种联合历史剖面声速与实测表层声速的航渡式测深数据剖面声速改正方法，属于海洋测绘技术领域。包括：输入航渡式测深海区的历史水温、盐度及压力数据，计算声速剖面数据；标准化声速剖面的垂向分层；对标准化后的历史声速剖面群进行EOF分析，获取重构系数范围与特征向量；构建遗传算法优化神经网络模型，选择适应度函数；输入历史声速剖面数据，训练模型；将实测表层声速、位置信息、深度及特征向量输入训练完成的模型，反演声速剖面；采用常梯度声线跟踪对航渡式测深数据进行声速改正。本发明克服了当前航渡式水深数据后处理阶段缺少较高精度声速剖面进行声速改正的不足，削弱了声速误差的影响，提高了航渡式测深数据的精度。

摘要： 本发明首先公开了一种超声速剪切层模化算法，选取气流压力和气流角度为迭代变量，基于离散流场中的已知点的气动参数，采用预估—校正的方法不断迭代，直到迭代变量间的相对误差小于预设阈值，迭代变量收敛；基于所述预估‑校正思想完成超声速剪切层点的求解；同时还提供了基于所述超声速剪切层模化算法的多通道最大推力组合喷管设计方法，包括上游通道Ⅰ、通道Ⅱ反设计求解、初值面下游混合段流场求解、剪切层模化求解、喷管尾喷管壁面坐标求解、最大推力喷管控制点求解和最大推力喷管控制面求解；本发明基于压力‑气流角平衡的思想提出了一种剪切层模化算法，将流场结构融入喷管设计之中，消除了流场中复杂的流动结构。

摘要： 本发明提供一种用于测量波导管内介质声速的测量系统及声速测量方法，该测量系统包括：信号发生装置，所述信号发送装置用于产生第一电信号和第二电信号；波导管，所述波导管内设置有介质；第一换能器，所述第一换能器位于波导管的第一端，所述第一换能器用于接收第一电信号，并将第一电信号转换成声波信号，使得所述声波信号从波导管的第一端传到第二端；第二换能器，所述第二换能器位于波导管的第二端，并将声波信号转换成第一转换电信号；声波接收装置，所述声波接收装置用于接收第一转换电信号和第二电信号；采用该结构的用于测量波导管内介质声速的测量系统，相较于现有的测量系统，降低了干扰参数，提高了声速的测量精度。

摘要： 本发明提供了一种超声速/高超声速湍流时间演化特征的确定方法及装置，首先基于预先确定的流场区域的流速数据，确定待测量湍流的拍摄区域及拍摄时序；然后基于拍摄区域及拍摄时序，获取待测量湍流的图像序列；最后基于待测量湍流的图像序列，确定待测量湍流的时间演化特征。本发明中，考虑到流场区域包括多个流速不同的子区域，湍流在各个子区域的速度不同，确定了对应于湍流在演化过程中的结构变化的拍摄区域及拍摄时序，进而获取到能够准确反映待测量湍流结构变化的图像序列，从而提高了对湍流随时间演化特征的测量精度。

摘要： 本发明公开了一种基于跨时空声速剖面聚类的声速分布快速估计方法，属于海洋参数估计技术领域。本发明首先判定声速分布估计区域的类型：根据目标区域所处纬度，分为存在表面层区域和无表面层区域；对含表面层区域进行历史声速剖面数据样本聚类；对无表面层区域进行历史声速剖面数据样本聚类；对目标区域声速剖面所属类型进行时空映射，判断目标区域声速剖面所属类型，获得目标区域声速剖面所属类型估计输出；最后得到目标区域声速剖面分布估计。本发明解决了水下声速剖面分布的快速估计问题，缩短了目标区域水下声速分布估计时间开销，提高了水下声速分布估计实时性，以便水下定位导航授时系统提高水下测距、定位、导航与授时精度。

摘要： 本发明公开了一种高超声速飞行器翼稍小翼折叠机构和高超声速飞行器，折叠机构包括：第一翼体和第二翼体；第一翼体具有插槽，第二翼体具有插接板，插接板插入所述插槽并通过转动轴铰接；第一翼体上具有驱动单元和蜗杆，驱动单元输出轴与蜗杆连接；所述插接板端部为蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合驱动第二翼体绕转动轴转动。该折叠机构能使翼稍小翼与机翼成任意角度，阻止气流的展向流动，达到提高机翼升力的目的。

摘要： 本发明公开了一种高超声速进气道唇口控制装置和高超声速飞行器，高超声速进气道唇口控制装置，其特征在于，包括可动唇口板和调节机构；所述可动唇口板具有封口面；所述可动唇口板设置在机身底板底部；所述封口面与机身底板上的高超声速进气道接触；所述调节机构与所述可动唇口板连接，用于驱动所述调节板平动进而改变高超声速进气道开口的大小。通过前后平移唇口板，改变进气道唇口位置，提高进气道在非设计状态下性能，保证进气道在较宽的飞行马赫数范围内稳定工作。同时，该控制装置结构简单，易于实现。