南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室
- 作品数：15 被引量：35H指数：4
- 相关作者：薛洪惠更多>>
- 相关机构：西北工业大学航海学院江苏理工学院数理学院中国科学院苏州生物医学工程技术研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术医药卫生文化科学更多>>
- 声人工结构的声场调控研究进展被引量：3
- 2022年
- 声场调控是声学研究的核心问题之一,对医学、通信、军事以及工业检测等各个领域都有重要意义.受限于声波的物理属性及天然材料固有的声学性质,精准而简便的声波调控难以实现,导致声学学科中存在若干难题.人工构建的特殊结构可提供天然材料不具备的特殊声学性质,为突破局限、实现各种新奇的声场调控提供了可能性.本文从声子晶体、声学超构材料及超构表面等人工结构的基本概念出发,系统综述了声场操控方面的主要研究进展,包括基于声学人工结构的声单向传播、声角动量产生/检测、声隐身及其与机器学习的融合等,并介绍了声人工结构在高容量/高速声通信、声扩散体以及低频声波吸收/隔离等方面的应用实例.最后,讨论并展望了声场人工调控技术的发展前景.
- 李澔翔梁彬程建春
- 关键词：声隐身
- 声单向操控研究进展被引量：8
- 2015年
- 电子二极管的发明标志着现代电子学的诞生,在整个人类社会中引起了科技的深刻变革.声波是一种具有非常悠久的研究历史的经典波,却始终被认为仅具有对称的传播形式.若能制造出可像电子二极管控制电流般实现声波单向导通的声学器件,显然将对整个声学研究领域产生重大影响,具有重要的科学意义及应用价值.第一个基于非线性媒质与声子晶体的声二极管利用非线性突破声学互易原理的局限,首次实现了将声能流限制在单一方向上的声整流效应.针对非线性系统转换效率低下的固有缺陷,在线性体系内围绕声单向传播这个重要科学问题开展了一系列理论和实验研究,设计与制备了多种具有特殊结构和性能的线性声学单向结构,在器件的效率、带宽及尺寸方面产生了突破.在声二极管研究的基础上,第一个可以像电子三极管操控电流般对声流进行操控与放大的声三极管理论模型也被提出.本文介绍了声单向传播这一新兴且富有蓬勃生机的研究领域中的主要进展.
- 梁彬袁樱程建春
- 关键词：声子晶体
- 利用激光超声方法检测材料内部缺陷
- 声表面波和体波常用于材料表面或内部缺陷的表征。利用窄带和宽带超声激发技术，分析被激励的声表面波和体波在材料中的声传播特征，分别对材料的弹性性质和材料中缺陷进行了系统表征和数值仿真；实验上利用双波混合技术，构建了具有宽带特...
- 徐晓东程利平殷安民
- 基于延迟锁相环的到达时间估计算法
- 2015年
- 超宽带脉冲信号具有高时间分辨能力,能达到厘米级的定位精度。目前,脉冲超宽带测距定位系统中普遍采用基于能量检测的非相关到达时间（TOA）估计算法的性能通常受限于阈值门限和估计偏差。该文在原先锁相环方案基础之上引入延时迟支路和衰减因子,提出了一种易于实现的基于延迟锁相环的TOA估计算法。通过在迟支路中设置不同的衰减因子,仿真结果表明,在IEEE802.15.4a4种信道模型CM1-CM4中,新算法均能有效提升测距定位精度,即缩短了首达路径与锁相环稳态锁定点之间的时差,其估计偏差最低可降至原有方案的1/10。
- 钱枫刘晓建
- 关键词：脉冲超宽带延迟锁相环
- 对称折叠通道结构的低频通风吸声体
- 2024年
- 为了消除或减少低频噪声,该文提出了一种低频通风超材料吸声体。该吸声体由对称的折叠通道结构组成,具有深度亚波长、高通风空间占比和低频高效吸声的特性。通过传递矩阵方法、有限元模拟和四传声器实验法,揭示了对称折叠通道结构通风吸声的物理机制。首先在理论上分析单个吸声体的通风吸声性能并进行了仿真模拟,在共振频率423 Hz附近,吸声系数大于0.9,通风空间占比高达40%。其次,吸声单体的共振频率可通过改变折叠通道的长度来灵活调控,组合多个不同共振频率的吸声单体可以拓宽吸声体的有效吸声带宽。由4个吸声单体组合的通风吸声体可实现314~366 Hz频率范围内的高效声吸收(吸声系数大于0.8),且通风空间占比达到35%,而结构厚度仅为314 Hz时波长的1/10。该低频通风吸声体具有结构简单、结构强度高和容易制造等特点,在低频通风降噪领域有着潜在的应用前景。
- 张藤远徐家豪成涛朱兴凤
- 非线性超声射频信号熵对乳腺结节良恶性的定征被引量：5
- 2021年
- 本文提出了一种基于非线性超声射频(radio frequency, RF)信号熵对乳腺结节良恶性进行定征的方法.对306例乳腺结节样本(良性158例,恶性148例)提取了基于超声RF信号二次谐波的熵和加权熵,以及常规超声参数(图像灰度、纵横比、不规则度、乳腺结节大小、深度);采用t检验和线性分类器检测参数对乳腺结节良恶性的区分度;进一步将有效参数组合输入支持向量机对乳腺结节良恶性进行分类.结果表明:除图像灰度外,其余参数均在乳腺结节的良性与恶性间有显著差异.多参数结合输入支持向量机的良恶性分类的准确率、敏感性和特异性分别为81.4%, 78.4%和84.2%.本文工作表明非线性超声RF信号的熵可有效地定征乳腺结节的良恶性,有望成为乳腺结节良恶性定征新参量.
- 张玫玫张玫玫屠娟屠娟吴意赟
- 关键词：加权熵乳腺超声组织定征
- 专业核心课程教学助推大学生创新创业实践——以大创训练计划项目为例被引量：5
- 2022年
- 以南京大学为例,分析了我国大学生创新创业培养体系现状,提出了当前创新创业培养存在的三个问题:一是学生知识储备不足;二是学生功课繁重,兴趣不足;三是学生创新意识缺乏。结合大学生创新创业训练计划“超声相控阵实现三维实景成像算法的研究”项目实践,针对当前创新创业教育存在的问题,创新性地提出联动专业核心课程助推大学生创新创业实践的解决思路,结合项目取得的成效,验证了该思路的正确性。
- 刘晓宙李灏天
- 关键词：创新创业教育教育教学
- 基于解释水平研究音乐节奏对利他行为的影响
- 2021年
- 音乐存在于生活的方方面面,通过影响个体的认知进而影响行为决策。文章引入解释水平理论,探究音乐节奏对个体利他行为的影响。通过系统的行为学实验,研究发现相对于快节奏的音乐,节奏较慢的音乐能够提升个人解释水平,从而驱使在慈善活动中捐献更多的金钱,即节奏舒缓的音乐更有助于人们展现利他行为。解释水平作为中介变量作用于音乐节奏对利他行为的影响。这表明不同的音乐节奏能够带来异质性的解释水平,从而激发不同的利他行为。
- 袁紫燕聂欣宇章东屠娟林翰黄洁莹
- 关键词：音乐节奏利他行为
- Kekulé调制声子晶体中的赝表面狄拉克涡旋拓扑态被引量：1
- 2023年
- 近年来,拓扑学的概念被引入到声学系统,声学超材料以及声子晶体中的拓扑效应被广泛研究.其中,声学拓扑边界传输模式具有低损耗、背向散射抑制的特性和良好的鲁棒性,在声信号探测、噪声控制等方面拥有较大的应用潜力.近期,高度局域在狄拉克涡旋处的零维拓扑束缚态在多种物理系统中被发现,成为相关领域的研究热点.但是现有研究中的声学结构大多受限于二维空间,自由空间中亚波长尺度的狄拉克涡旋拓扑态亟待探索.本文基于声赝表面波实现了自由空间中的类马约拉纳束缚态,即通过在硬质基板上排布蜂窝晶格阵列的空气圆柱孔,并在系统中施加一个与格点位置相关的Kekulé调制,产生了局域在结构表面和涡旋中心的声学拓扑束缚态;证明了这种拓扑束缚态的频率固定在狄拉克频率处,且不受Kekulé调制幅度的影响.此外,进一步分别引入粒子空穴对称性保护和破缺的缺陷,验证了这种特殊的拓扑束缚态在粒子空穴对称性保护时对缺陷具有较好的鲁棒性.本研究在基于声能局域和捕获的新型声学功能器件的设计方面具有潜在的应用前景.
- 刘翊贤张志旺程营刘晓峻
- 关键词：声子晶体
- 基于螺旋形超材料的宽带心肺音听诊器件被引量：1
- 2023年
- 圆柱管听诊器具有结构简单、价格低廉、适用范围广等优势,但其尺寸通常较大,且工作频带难以覆盖心肺音频率范围.本文基于螺旋形超材料提出了一种圆柱形的心肺音听诊器件的设计理论,其尺寸可满足便携性要求(长度约1/5波长),且工作频带能有效覆盖典型心肺音频率范围(20∼1000 Hz).所设计器件的基本工作原理是利用内置的螺旋形超材料增加声波的传播路径长度,使不同频率下的等效声折射率均得到显著提升,从而在有效缩减结构尺寸的同时保持极宽的工作频带.基于等效媒质理论,对该结构中的声传播过程进行了理论分析,研究了其等效声学参数及灵敏度增益在不同频率下的变化特性,并通过有限元方法进行了验证.理论和仿真结果能够很好吻合,证明所设计的心肺音听诊器在20∼1000 Hz的宽频带内产生了平均10 dB的灵敏度提升.基于此,进一步分析了热黏滞损耗和结构参数变化对该器件的灵敏度和工作带宽的影响规律.最后,制备了心肺音听诊器样品并对其声学性能进行了实验测量,结果表明心肺音听诊器相比于圆柱管听诊器在20~1000 Hz全频带具有更高的灵敏度,在330~820 Hz频段的平均增益能够达到10 dB.本研究所设计的心肺音听诊器件具有灵敏度高、工作带宽大、设计简单、结构强度高、材质选择自由、鲁棒性等特性,为心肺音听诊器件的设计提供了新的思路,在医学临床诊断和声学传感等领域具有广泛的应用前景.
- 陈政吉刘京京梁彬杨京程建春
- 关键词：高灵敏度
