南京大学学报·自然科学
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南京大学学报·自然科学杂志

主管单位:中华人民共和国教育部  主办单位:南京大学
  • 创刊时间:1955
  • 国际刊号:0469-5097
  • 出版周期:双月刊
  • 邮政编码:210093
  • 国内刊号:32-1169/N
  • 邮发代号:28-25
  • 全年订价:¥ 340.00
  • 发行地区:江苏
  • 出版语言:中文
主要栏目:
  • 数据驱动的知识发现
  • 大数据分析
  • 学习和决策
  • 台风发展的动力与物理过程
  • 茅山军号声现象的进一步研究

    提出了声学负反射的概念,以解释茅山军号声现象的物理机制。首先建立平面声波在周期台阶状边界上的反射模型,利用边界扰动的方法,给出了该问题的精确解。发现在共振区域,即周期结构间距和声波波长在同一量级时,只有小部分声能沿着镜面反射的方向反射,而大部分反射声能在入射方向的同一侧。特别在满足布拉格共振条件下,一些频带内的声音能...

  • 声表面波声子晶体中的能带结构及带隙类型

    声表面波声子晶体对于实现声表面波的精确操控有着非常重要的应用价值。针对两大类最为主要的声表面波声子晶体的结构类型,即:“凹陷”孔洞阵列型和“凸起”柱体阵列型,采用三维有限元方法,数值计算并获得了基于压电铌酸锂基底的声表面波声子晶体的能带结构,同时验证了声子晶体中所具有的声表面波带隙,并进一步分析了这两大类声表面波声子...

  • 二维声学超材料透镜的设计与实验

    基于等效媒质理论提出了一种由新型声学超材料设计的渐变折射率透镜。根据电磁学与声学基本参数存在的类比关系,参照电磁人工材料设计中提取单元结构的等效电导率和等效磁导率的方法,分别提取单元结构的等效弹性模量和等效质量密度,并进一步求得其等效相对阻抗和等效折射率,对设计的透镜进行有限元数值仿真在宽频范围内得到了与实验一致的偏...

  • 金属圆柱结构中声聚焦效应的研究

    研究浸没在水中金属空心圆柱结构的声聚焦效应及其物理机制,并探索声聚焦频率与圆柱结构参数之间的关系。研究表明:当超声波源从外侧入射到圆柱结构表面时,在圆柱结构中心会出现声聚焦效应。这种声聚焦效应源于金属圆柱结构中的位移本征模式,与之前研究利用负折射机制实现声聚焦效应完全不同,是一种全新的物理机制。在圆柱结构的位移本征模...

  • 单个椭球颗粒声散射数值研究

    以刚性/液体颗粒和气泡为例,开展椭球颗粒声散射数值研究。运用边界元法研究刚性颗粒的声散射特性,验证该方法的可行性,计算并分析在长短轴比2∶1和3∶1,无因次尺寸参量ka小于10条件下刚性椭球颗粒散射声压。鉴于边界元法的局限性,对液体颗粒和气泡,则采取一种声散射函数近似计算方法。以液体椭球算例验证计算程序,之后预测椭球气泡随不同无因次...

  • 1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料与换能器研究

    分析了1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料的压电特性与声学特性,给出了相关参数的计算表达式。采用切割弧形压电陶瓷并填充有机物的方法,制作了1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料,并进行了性能参数测试。利用研制的1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料制作了水声换能器并在标准消声水池中对电性能指标进行了测试。结果表明:弧形1-3-2型压电复合材料及其换能器...

  • 圆柱形切向极化复合压电超声换能器

    设计了一种圆柱形切向极化复合压电超声换能器,这种复合换能器由金属薄壁圆管和切向极化压电陶瓷圆管组成。根据金属薄壁圆管径向振动的等效电路以及切向极化压电陶瓷圆管径向振动的等效电路,推导了该复合换能器的等效电路图,根据等效电路给出了换能器的谐振频率和反谐振频率的计算公式。并应用有限元数值分析方法,建立复合换能器的有限元模...

  • 粒子间耦合振动对液体中刚性球形粒子声辐射力的影响

    声学粒子操控技术在生物医学、材料科学等领域具有重要的应用,而声辐射力的控制是实现声学粒子操控的关键。利用时域有限差分法结合粒子表面的应力张量方程,对刚性球形粒子在调制高斯脉冲作用下的声辐射力特性进行了研究,详细分析了声场中存在其他粒子时,粒子间耦合振动对刚性球所受声辐射力的影响。仿真结果表明:由于受到周围粒子对声场的...

  • 随机扰动对周期共鸣器阵列性能影响的研究

    周期亥姆霍兹共鸣器(Helmholtz resonator)阵列可以看作一类比较特殊的声子晶体,通过调节共鸣器个体与周期间隔之间的关系,可以获得一个由布拉格(Bragg)反射与共鸣器谐振共同作用的禁带。该禁带同时具备宽带和低频的特性。然而在很多情况下,该结构的周期性并不是完美的,可能存在一定的扰动或者缺陷。通过理论建模和数值仿真的方式详细探...

  • 实频数据技术在水声换能器宽带匹配中的应用

    水声换能器的宽带匹配网络设计是宽带声纳发射系统的关键技术之一,良好的匹配网络可以有效地减少功放的能量损失,扩展换能器工作频带,改善发射波形失真度。由于传统的宽带匹配网络设计需要较复杂的解析理论,并需要对换能器的等效电路进行有效分析,因而采用基于计算机辅助设计(CAD)的实频数据技术对多谐振模态水声换能器的宽带匹配网络进...

  • 基于射线稳定性参数的声传播特性分析

    作为深海环境中广泛存在的中尺度现象,中尺度涡极大地影响着海洋环境的温盐结构,进而影响声传播特性,人们尚未完全掌握相关的声学扰动和起伏,反之如何采用声学方法有效地进行中尺度涡监测则一直是研究难点。分析和描述中尺度涡环境下的声传播规律,开展基于声学方法的中尺度涡监测一直是人们关注的研究内容。除了声传播时间扰动等传统声学方...

  • 白鳍豚超声波束形成的流固耦合机理

    研究了无指向性点声源在白鳍豚生物头部声呐系统作用下形成的声场。与传统鲸豚仿生声呐模拟中将上颌骨当作流体的模型不同,本文顾及到实际白鳍豚上颌骨的固体性质,利用流固耦合模型在仿真模拟中同时考虑了上颌骨的压力波与剪切波,并在此基础上对比了流固耦合模型下和流体模型下的白鳍豚产生的声场。结果表明,在流固耦合模型中,白鳍豚的上颌...

  • 基于未确知测度的视频情感语义识别

    基于未确知测度理论,提出了一种研究视频情感内容的新算法,建立起视频高层语义与底层特征间的联系。首先,选取能反映视频场景情感变化的视觉类与音频类底层特征,并藉此构建了视频场景对象的视觉类情感特征向量与音频类情感特征向量。其次,分析视频场景情感内容度量的对象空间、指标空间与情感判定空间,确立了视觉、音频情感特征指标的未确...

  • 基于固体颗粒速度场的三维地面沉降模拟

    根据 Helm提出的基于固体颗粒速度场的含水层运动理论进行抽水型三维地面沉降建模。通过5个算例对该模型进行了验证并展示了其在不同水文地质条件不同抽水井布置条件下的理论运用。研究表明:基于固体颗粒速度场的三维地面沉降模型可以客观反映抽水引起的含水层的三维运动。基于固体颗粒速度场的三维地面沉降模型,直接将抽水引起的含水层系统中...

  • 分形入渗下非饱和饱和系统中水流的时空变化

    通过分析非饱和饱和系统(USS)中压力水头的时空变化,定量刻画了 USS对水流波动的阻尼作用及地表入渗的时间尺度性指数(β)对该作用的影响。结果显示,USS对其中的水流具有阻尼/滤波作用,过滤掉水流的短期波动,使其波动减弱、短期相关性增强;阻尼作用随深度增加逐渐减弱,可能与土壤含水率有关;阻尼作用随入渗序列β值的增大而减弱;分数高斯噪...

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