2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、聲學(xué)測溫技術(shù)作為一種新型的高效、低成本、非接觸測溫技術(shù),具有良好的應(yīng)用前景。國際上聲學(xué)測溫技術(shù)已應(yīng)用于監(jiān)測電站及工業(yè)鍋爐爐膛溫度。除可靠的溫度場重建算法外,準(zhǔn)確重建爐內(nèi)溫度場有兩個關(guān)鍵的因素,其一是聲波傳播時間的精確獲取,其二,由于聲波在爐內(nèi)溫度梯度場中的傳播路徑是彎曲的,溫度場重建算法須考慮聲波路徑的“折射效應(yīng)”。本文從聲傳播基礎(chǔ)理論出發(fā),模擬研究聲波法測量爐內(nèi)溫度場的正問題,即聲波在溫度梯度場中的傳播特性,并得出聲波在溫度場中的傳播

2、時間和傳播路徑,為聲波法重建溫度場提供基礎(chǔ)參考。
  基于有限元多物理場分析軟件COMSOLMultiphysics及波動方程建立了聲波在溫度場中傳播模型。構(gòu)建合理聲源以模擬和優(yōu)化實(shí)際中脈沖聲信號;采用不同的邊界條件,以研究實(shí)際爐膛壁面對聲傳播和聲速的影響。基于聲源發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)的聲壓信號,采用互相關(guān)函數(shù)法求出聲波在場內(nèi)的傳播時間。分別模擬了一脈沖聲波在爐內(nèi)典型的單峰及火山口狀斷面二維溫度場條件下的傳播過程,獲得了聲波波陣面及路徑

3、彎曲的可視化結(jié)果,表明聲波路徑背向高溫區(qū)彎曲且溫度梯度越大彎曲越劇烈。
  為驗(yàn)證模擬結(jié)果,建立了基于費(fèi)馬原理的聲線方程理論模型,積分求出其聲傳播時間,與前述COMSOL模擬的聲傳播時間比較,二者偏差在1%以內(nèi)。分析了兩種方法結(jié)果存在誤差的原因,即數(shù)值模擬中聲源點(diǎn)聲壓信號向前偏移造成的,其中聲源處網(wǎng)格尺寸越小、溫度越高,向前偏移越多,相應(yīng)模擬結(jié)果誤差越大。最后研究了模型寬度和邊界對聲速的影響,在一定范圍內(nèi),模型寬度越小,聲速變化越

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