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薄膜声学超材料的结构设计及隔声特性研究

薄膜声学超材料的结构设计及隔声特性研究

作者：李鸿泽哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在土木建筑领域,我们常采用墙体作为承重和隔声结构,但传统结构的隔声性能往往会受到质量作用定律的限制,其隔声量会随着面密度和质量的增加而增大,很难实现轻质、低频隔声的效果。薄膜型声学超材料作为具有优异减振降噪性能结构的代表... 详细信息

在土木建筑领域,我们常采用墙体作为承重和隔声结构,但传统结构的隔声性能往往会受到质量作用定律的限制,其隔声量会随着面密度和质量的增加而增大,很难实现轻质、低频隔声的效果。薄膜型声学超材料作为具有优异减振降噪性能结构的代表之一,凭借局域共振机理能够突破质量作用定律实现低频隔声的效果,在航空航天、船舶海洋、土木建筑等多个领域有着广阔的发展前景。本文利用声振动理论,首先采用提取贝塞尔函数特征点,并将结果代入等效集中参数方程的方法,推导了单层薄膜型声学超材料的共振频率及面外平均位移。同时,建立了超材料数值模型,并通过压力声学-固体力学耦合的方式将平面声波施加到结构表面,利用非局域耦合求积分的方式得到入射声场和透射声场的声功率,获得结构的传声损失。针对传声损失曲线中的峰值和谷值现象,利用超材料的振型、等效参数变化以及声能量在声场中的分布形式,可以发现超材料在低频段会出现反共振现象,该频率下薄膜可看作近似刚性从而最大限度地反射声波,使整体结构获得较好的隔声性能。其次,由于单层薄膜型声学超材料存在柔性薄膜容易被外界条件影响,且只能在低频产生窄频反共振现象的问题,为了进一步提升结构的低频隔声性能以及获得良好的力学性能,我们在单层薄膜型声学超材料的研究基础上,设计了一种双膜型声学超材料与亥姆霍兹谐振器相结合的夹层结构。采用数值计算方法详细分析了新型结构的传声损失、振型和等效参数,最终得出这种双膜型声学夹层结构在50Hz-1600Hz的平均隔声量比单膜型声学夹层结构高30%。同时,与不增加空腔高度的双膜式声学夹层结构相比,隔声量提高了24.8%。由于夹层结构具有空腔高度、振子排列形式、薄膜缺陷位置等多角度灵活变化的可能性,在实际工程中可以根据要求设计出多种兼具轻质、承载、隔声要求的构型。最后,对本文制备的膜型声学夹层结构进行了阻抗管实验,研究结构在几种不同设计方式下的隔声性能。结果表明,在多种设计方式比较中,本文提出的双膜型声学夹层结构具有优异的低频隔声效果。同时实验数据很好地验证了仿真方法的准确性,为建筑物隔声结构的选取提供了理论参考和技术支撑。

关键词：声学超材料结构设计传声损失振型分析等效参数

类手性拉胀型声学超结构的设计及隔声特性研究

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哈尔滨工程大学学报 2022年第9期43卷 1283-1292页

作者：李鸿泽刘琪杨金水佟丽莉哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地山东青岛266000

为满足航空航天、船舶海洋、土木建筑等领域对轻质多功能结构的迫切需求,本文设计了一种兼具轻量化、高承载和具有优异隔声性能的新型声学超结构。基于声子晶体及声学超材料的设计思想,提出了一种新型类手性拉胀型声学超结构,采用局域... 详细信息

为满足航空航天、船舶海洋、土木建筑等领域对轻质多功能结构的迫切需求,本文设计了一种兼具轻量化、高承载和具有优异隔声性能的新型声学超结构。基于声子晶体及声学超材料的设计思想,提出了一种新型类手性拉胀型声学超结构,采用局域共振理论,建立了多层复合谐振局域共振型声子晶体的数值模型,通过与已有结果对比,验证了模型的准确性。基于此,研究了结构在变结构参数条件下的传声损失特性,以及杨氏模量、泊松比等材料参数对结构隔声性能的影响。研究发现:采用多重复合谐振型局域共振声子晶体与橡胶框架进行错层排列,并设置弧度边界,可以同时保障声学和力学性能,并进一步分析了材料、布局对隔声效果的影响。研究结果可为新型轻质隔声结构的设计提供理论参考。

关键词：局域共振声子晶体拉胀结构隔声特性有限元法结构优化

110kV变压器中性点不对称短路过电压研究

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水电能源科学 2011年第7期29卷 166-169页

作者：李鸿泽温生安韵竹江苏省电力公司江苏南京210024 南京供电公司江苏南京210008 武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

针对不对称故障在变压器中性点产生的过电压问题,运用对称分量法对不同情况下变压器中性点可能出现的最大过电压进行了理论计算,在ATP-EMTP中建立了宁夏洪广变电站的仿真计算模型,分别在单相接地短路、断线故障和系统非全相运行三种情... 详细信息

针对不对称故障在变压器中性点产生的过电压问题,运用对称分量法对不同情况下变压器中性点可能出现的最大过电压进行了理论计算,在ATP-EMTP中建立了宁夏洪广变电站的仿真计算模型,分别在单相接地短路、断线故障和系统非全相运行三种情况下仿真计算了变压器中性点的过电压,并分析了变压器中性点过电压在不同参数下的变化特点。计算结果表明,单相故障对变压器中性点绝缘可能造成的危害最大。

关键词： 110 kV变压器中性点不对称短路过电压 ATP—EMTP

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ZS型老旧杆塔自动化建模及承载特性分析

河海大学学报（自然科学版） 2020年第2期48卷 171-175页

作者：刘洋李鸿泽陈杰赵恒吴佰建国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024 东南大学土木工程学院江苏南京211189

为探求不利工况下ZS型老旧杆塔的力学响应,解释其在大风作用下倒塌的原因,以110 kV ZS型架空输电塔为例,通过编制自动化建模程序建立结构的有限元模型,分析不同风载荷工况下电塔的静力承载性能,并基于振型叠加理论分析电塔的动力承载特... 详细信息

为探求不利工况下ZS型老旧杆塔的力学响应,解释其在大风作用下倒塌的原因,以110 kV ZS型架空输电塔为例,通过编制自动化建模程序建立结构的有限元模型,分析不同风载荷工况下电塔的静力承载性能,并基于振型叠加理论分析电塔的动力承载特性。结果表明:ZS型输电塔抗扭性能差且塔身中部为薄弱部分,由于承载力不足,在不利荷载作用下容易发生破坏从而导致整体的倒塌。基于电塔的承载力分析,提出相应的加固方案,数值模拟表明加固后主材的承载力比显著降低,验证了加固方案的有效性。

关键词： ZS型架空输电塔力学响应有限元模型风荷载角钢动力特性承载力比

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一种组合的短期负荷预测方法

华北电力技术 2002年第7期 46-49页

作者：赵会茹赵福成李鸿泽华北电力大学北京102206

提出一种基于指数平滑法和神经网络法的组合预测方法 ,电力系统短期负荷预测法。该方法对样本数据进行了预处理 ,以提高训练速度。预测仿真结果证明。

关键词：短期负荷预测人工神经网络指数平滑法组合预测法电力系统

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复合绝缘子断串原因分析及防范措施

电力工程技术 2018年第4期37卷 51-56页

作者：李鸿泽国网江苏省电力有限公司江苏南京210024

复合绝缘子断串问题是威胁输电线路安全稳定运行的关键问题。为系统分析复合绝缘子断串类型和原因,文中对实际运行复合绝缘子断串样品进行了统计分析,并对金具破损及芯棒脆断等引起的断串问题进行了总结归纳。结果表明绝缘子芯棒断串原... 详细信息

复合绝缘子断串问题是威胁输电线路安全稳定运行的关键问题。为系统分析复合绝缘子断串类型和原因,文中对实际运行复合绝缘子断串样品进行了统计分析,并对金具破损及芯棒脆断等引起的断串问题进行了总结归纳。结果表明绝缘子芯棒断串原因主要为端部密封失效、外护套破损、芯棒与护套界面粘结失效等。基于上述分析,文中提出了加强入网检测和运行性能分析、重视日常带电检测工作及对重要通道复合绝缘子技术改造三方面措施,从而为复合绝缘子断串防治提供参考。

关键词：复合绝缘子断串金具芯棒带电检测

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从教育消费性收益看当代留学动机

世界教育信息 2007年第8期20卷 53-55页

作者：李鸿泽西南大学教育学院

随着中国经济的迅猛发展，留学作为教育投资的一种重要形式，在中国社会扮演着越来越重要的角色，越来越多的中国青年人把接受西方教育作为积累人力资本的最优选择，促使他们作出这种高投资性的教育选择除了对潜在经济收益的预期外，一... 详细信息

随着中国经济的迅猛发展，留学作为教育投资的一种重要形式，在中国社会扮演着越来越重要的角色，越来越多的中国青年人把接受西方教育作为积累人力资本的最优选择，促使他们作出这种高投资性的教育选择除了对潜在经济收益的预期外，一定还存在一些非货币性诱导因素。文章试图从教育消费性收益的视角对当代留学动机作出合理解释。

关键词：留学教育教育消费性收益留学动机

基于高等教育改革下高校治安管理存在的问题及其处理对策

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法制博览 2021年第12期 183-184页

作者：李鸿泽北京警察学院

在高等教育改革持续推进的背景下,近年来高校的整体办学水平已经得到了显著提升,但从校园安全与学校治安管理的角度来看,很多学校却仍然存在着明显不足,并使高等教育的进一步发展受到了较大限制。基于此,本文对现阶段国内高校在治安管... 详细信息

在高等教育改革持续推进的背景下,近年来高校的整体办学水平已经得到了显著提升,但从校园安全与学校治安管理的角度来看,很多学校却仍然存在着明显不足,并使高等教育的进一步发展受到了较大限制。基于此,本文对现阶段国内高校在治安管理工作中的普遍问题进行了分析,同时围绕高校治安管理问题的应对提出了一些建议,以期能够为高校治安环境的有效改善提供一定参考。

关键词：高校治安管理校园安全

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考虑电网灾害恢复经济性的决策方案研究

制造业自动化 2023年第9期45卷 172-175,183页

作者：谭笑李鸿泽张廼龙邱刚柏仓国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211100 国网江苏省电力有限公司南京210000 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司南京210000

自然灾害和极端天气事件,会造成重大的电网破坏,造成经济社会损失。通过提高电网的恢复能力来减轻灾害的后果,对整个社会来说是至关重要的。提出了一种具有成本效益的电网系统恢复方案,首先建立考虑使负荷中断成本、恢复运行成本和发电... 详细信息

自然灾害和极端天气事件,会造成重大的电网破坏,造成经济社会损失。通过提高电网的恢复能力来减轻灾害的后果,对整个社会来说是至关重要的。提出了一种具有成本效益的电网系统恢复方案,首先建立考虑使负荷中断成本、恢复运行成本和发电成本最小化的电网灾害恢复决策模型。该模型考虑了与机组投入和恢复相关的电网物理约束,以及与失负荷、发电与恢复资源成本相关的经济性约束。进一步将模型分解为一个整数规划主问题和一个对偶线性子问题,利用Benders分解算法进行求解。最后在标准的IEEE 118节点测试系统上,通过三种场景来分析所提出的模型。结果表明,提出的方案提供了最经济的恢复方案,并在发电成本、损失负荷成本和维修资源成本之间建立了平衡,可显著节约电网经济修复的成本。此外,随着投入人力资源规模的增加,灾后恢复成本越低,但是并不是线性递减的。

关键词：电网灾害决策模型经济性 Benders分解