DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 实验引出 在本学期的建筑工程结构检测课程中，我们一共做了五个实验，其中最后一个实验就是“超声波法检测混凝土裂缝深度”。在该实验中，利用超声波因传播路径不同导致传播时间不同，从而计算出裂缝深度。表面平测法实验步骤为 [ 5 ] [ 6 ]。 2.1. 试验准备 准备仪器，保证其能正常使用。处理构件表面，使其清洁、平整、无污物，制定检测方案。 2.2. 不跨缝平测 先在裂缝附近进行不跨缝平测。在裂缝附近无缝处画一直线，在直线上量出间距为100，150，200 mm等的短线。将一换能器置于一点不动，另一换能器分别距该点100，150，200 mm等，测量不跨缝声时。 2.3. 跨缝平测 垂直于裂缝画一直线，在直线上以裂缝为中心，向两端画短线。每对短线的距离也为100，150，200 mm等。将换能器置于每对测线上，测量跨缝声时。 2.4. 计算数据 以不跨缝声时为横坐标，测距为纵坐标，点绘出时距图并将各点连成一条直线，以线性回归方法求出回归方程(如图1时距图)。求出直线在纵坐标上的截距，以字母a表示 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。 图1. 时距图 利用公式(1)求出超声实际传播距离。 l i = l ′ i + | a | (1) 式中， l ′ i 为第i点超声换能器内边缘距离。 利用公式(2)可计算出各测点测出的裂缝深度。 H i = l i 2 ( t i t i 0 ) 2 − 1 (2) 式中， t i 为跨缝声时， t i 0 为不跨缝声时。 计算在不同测距下各裂缝计算深度的平均值“ h ¯ ”，把各测距中 l i < h ¯ 和 l i > 3 h ¯ 的那些数据舍弃，以剩下的各组数据的平均值作为裂缝深度的最后结果“H” [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。 试验数据如表1所示。通过式(2)可计算出测试裂缝的深度H = 12.73 cm。 Table 1 Experimental dat 测距(cm) 不跨缝声时(μs) 跨缝声时(μs) a (cm) 实际传播距离(cm) 裂缝深度(cm) 5.00 23.20 59.60 3.71 8.71 10.31 8.00 33.60 69.60 11.71 10.62 9.00 38.80 70.80 12.71 9.70 10.00 40.30 75.80 13.71 10.92 12.00 49.20 85.60 15.71 11.18 13.00 50.80 89.20 16.71 12.06 15.00 51.20 90.60 18.71 13.66 16.00 53.60 93.60 19.71 14.11 17.00 58.80 115.20 20.71 17.45 表1. 实验数据表
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user: 3. 仪器使用过程中存在的问题及正确方法 3.1. 存在问题 我组做实验的过程并不顺利，一共做了两次实验，第一次实验时，发现总会出现：在测同一条线段时，距离长的声时比距离短的声时要小，而且波形并不稳定。这肯定是不合理的，在确定别的操作并没有错误的前提下，我们一致认为是仪器操作的问题。一开始我们采取的方式是：在动态采样状态下，调整屏幕上信号幅度的大小，使接受的波形幅度缩小，同时测得的声时变大。不断地缩小，声时会不断地变大，再辅以左右移动声时游标，使其至首波起点位置。因为不知道标准的波形应该是什么样的，所以这种情况下，测得的声时肯定是不准的，是不能用于计算裂缝深度的。因此我组放弃了对该缝的检测，重新换了一条裂缝进行测量，第二次测量很顺利，波形稳定，并没有调整波形幅度。 3.2. 原因分析 第一次测量的失败，原因有很多。首先，主观上我组为了使波形稳定，任意调整信号幅度的大小，左右移动声时游标也缺乏章法，是我组知识方面存在着欠缺，考虑也欠周到。其次，客观上我组选的测线处于裂缝较多的区域(如图2所示)，该方法本来就是利用超声波传播路径不同而出现的时间差来描绘出波形及计算裂缝深度，该区域裂缝多，就导致超声波的传播路径更是多种多样，接收器接收到的信号时间点更加分散和多样，所以测量时波形不稳定，才导致我组后来调整噪声区宽度。因此测区周围环境复杂对于用该方法测量裂缝是很不利的。 图2. 待测裂缝 3.3. 正确方法 在动态采样状态下，调整增益时，按放大键可使接收波形的幅度增大，按缩小键可使接收波形的幅度减小。正确的信号幅度应该是超出噪声区但未达到满屏的状态 [ 1 ]。调整增益后，增益指示条的颜色会变为红色，表示进入手动调整波形状态。 在动态采样下，调整噪声区宽度时，可以上下移动首波控制线，应将噪声区域调整到比噪声波幅度略大点，但不能过大，否则首波会被误判为噪声信号。我们应适当的调整噪声区域标记的宽度，在调整过程中，出现闪动的两条红色水平线条之间的区域即为噪声区。 在动态采样下，可按左右移动键使波形左右移动，以便寻找首波或者更加全面的观察波形。 以上都是在采样时进行的举动。而当波形质量不好导致无法测读首波声时、幅度时，可在静止波形状态下，通过人工手动判读获取正确的声时、幅度。因我们并未进行此操作，所以不再对此进行论述。 实际测量过程中，并不需要经常调整增益、噪声区宽度及左右移动波形，只有当波形不稳定才需要略微调整。一般测量过程中，声时、幅度自动判读游标都会准确定位于首波的起点和谷峰位置，可按“采样”键直接进行数据的采集。正常波形如图3。 图3. 标准波形示意图
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user: 4. 方法存在的问题 目前表面平测法是超声波无损检验混凝土裂缝深度的重要方法之一，且已出版了中国工程建设标准化协会标准《超声法检测混凝土缺陷技术规程》 (CECS 21:2000)，该规程指导着生产实践，是超声波法检测的权威，但该规程中论述的方法仍不完善，还存在着一些缺陷。 4.1. 换能器的摆放位置 规程计算公式是以发射换能器和接收换能器分别对称分布于所测裂缝的两侧为基本假定 [ 11 ]。而实际测试中，经常遇到对称测试工作面不便的情况，在这种情况下，往往就会放弃该种方法。若能发展不对称测试计算模型，一定程度上能扩大该种方法的适用范围。 4.2. 裂缝的走向 规程计算公式的基本假定是裂缝垂直于测试表面，而实际上这种完全垂直的裂缝基本没有，裂缝角度偏差对于裂缝深度的测量有着不能忽略的影响。不仅如此，在实际测试中，裂缝的走向和深度的搭配千奇百怪，所以在测试过程中，很有可能因为裂缝转折角度过大导致超声波反射，从而使测量出现较大的偏差。 4.3. 混凝土因素 规程中假定混凝土是均匀连续体，而实际中，混凝土呈现明显的各向异性，这使得声时的测量并不精准，从而得到的裂缝深度不准确。 以上是对于目前按操作规程操作的超声波表面平测法中存在的一些问题和缺点进行的阐述，若想要提高表面浅裂缝深度测量的精度和适用范围，可以从以上几个方面进行研究。此外，裂缝数量、钢筋分布等因素也会影响测量，不过这可以通过选择典型测区加以缓解，我组的实验过程就印证了该猜测。
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user: 5. 实际应用 我们课程上只是就此方法进行了简单的操作，主要目的是了解其基本原理、掌握其操作方法。而实际应用过程中，环境复杂多变，远远没有我们实验时的简单，出现的问题更是多样，这就要求我们扎实地掌握基本原理，能结合其他知识进行举一反三的运用。因为我并没有从事过相关的工程实践，我只能通过查找资料，来进行更深一步的了解。以下为一个实际的案例。 某桥梁竣工时发现某桥墩墩身左右各有若干条竖向裂缝，自底部向上发展，表观未贯通墩身，呈分叉状，两侧的裂缝分布位置大致相同。裂缝宽度采用表面裂缝宽度观测仪进行检测，测得宽度均在0.20~0.05 mm之间。在裂缝较宽位置选取多处采用表面平测法进行深度检测，测得裂缝最深为171 mm。经现场超声平测法检测裂缝深度表明，此裂缝虽未全断面贯通，但仍需要抓紧对此进行处理，否则极易出现安全事故。 在实际应用过程中，不仅仅是只测量裂缝深度，往往都是裂缝外观形态与分布描述、裂缝宽度检测、裂缝深度检测一起进行。而且，在测量裂缝深度的过程中，也不仅仅是只用一种方法，可能是多种方法一起使用。本文阐述的表面平测法只是测量混凝土表面浅裂缝的一种方法，还有双面斜测法、钻孔对测法等，依据不同状况可以从中选用最合适的方法。这样才能真正的摸清裂缝的情况，从而为是否需要处理和如何处理提供依据。
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user: 6. 结束语 表面平测法在混凝土裂缝深度的无损检测中，应用最为广泛，首先需要扎实地掌握其方法，能举一反三地应用于实践，其次，对方法本身存在的一些影响其精度的问题进行解决是未来努力的方向。
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user: 摘 要 多模态话语分析的出现拓宽了话语分析的研究视角，但大多数多模态话语分析仅局限于模态意义的分析，这种分析范式尚未跨出传统语言学研究范畴。基于Kress和van Leeuwen的视觉语法理论，本研究不仅对一则电视广告的图像意义进行了分析，还对媒体如何利用图像模态实现其意图进行了探讨。研究发现，广告语篇中存在着性别不平等现象，这种不平等现象源于媒体对女性的性别歧视意识。分析表明，电视广告中的图像符号已不再具有简单的再现意义、互动意义和构图意义，而成为媒体表达其意识形态的一种方式。这种从“意义”的研究到“意图”的研究正体现了多模态话语分析到模态批评话语分析的新发展趋势。 关键词 :多模态话语分析，视觉语法，电视广告，性别不平等 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 信息的快速发展使得交际模式呈现多模态化，单一的文本已不能满足多种交际需求。迄今，语篇分析基本上局限于语言文字本身，却没有注意到语音、图像、动画等其他符号 [ 1 ]。多模态话语分析的出现打破了这种局限，拓宽了符号的研究范围，并能全面地阐释符号的意义生成和交际 [ 2 ]。“模态是用某种媒体表达信息的特殊方式” [ 3 ]，多模态是由两种或两种以上的符号共同构建意义的一种话语形式。多模态话语分析始于Kress和van Leeuwen的《阅读图像》 [ 4 ]，书中参照语言的三大元功能，提出“视觉语法”分析框架，认为图像可体现三种意义：再现、互动和构图意义 [ 5 ] [ 6 ]。Kress和van Leeuwen的多模态话语分析与传统语言学分析一样，关注的重心仍在“模态”所构建的意义上，对于图像中的意义如何被社会活动者用来实现其意图，Kress和van Leeuwen并没有给予深入的研究 [ 7 ]。Machin [ 8 ] [ 9 ] 等学者吸收批评话语分析的理论原则和研究方法，将多模态话语分析的研究从话语中蕴含的“意义”扩展到观察这些社会活动者如何通过运用话语实现自身的“意图”，从而实现了“多模态话语分析”向“多模态批评话语分析”的新发展。批评话语分析旨在“揭示语篇如何源于社会结构和权力关系” [ 10 ]，这种揭示具有“批评” [ 11 ] 的特征，并且是由社会问题驱动。“就像话语分析的发展终将涉及社会批评话题一样，研究多模态话语体现的话语秩序、意识形态、社会关系、社会实践等是多模态话语分析必然的发展方向” [ 12 ]。目前，广告领域的多模态研究主要集中在多模态隐喻、模态间关系、模态所构建的商业效果等方面，将多模态话语分析与性别不平等研究相结合，不仅能扩宽多模态的研究领域，还能促进性别研究的发展。
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user: 3. 图像“意义”构建背后的“意图” 总的来说，图像的再现意义设定了男女的不同性别角色；图像的互动意义制造了男女的社会性别差异，并提示观众对男性和女性所持的不同态度；图像的构图意义构建了男女的不同地位。广告是一种社会实践，承载媒体意志和意图。因此，对广告语篇的话语、权力、意识形态的探讨显得尤为重要，其中意识形态渗透便是媒体实现意图的关键一步。 话语是指实际运用的语言，指那些在社会生活中使用的各种语体、长短不一的文字以及有声或有图的传递意义的符号 [ 26 ]。在CDA中，Kress对话语的定义是表达一个机构的意义和价值观的一套有组织的、系统性的“陈述” [ 27 ]。这个意义上的话语“既是关于语言的，又是关于实践的” [ 28 ]。广告中的话语既要传递信息给社会大众，又要服务于广告媒体这一机构。媒体一旦产生了话语，便会催生出权力。 权力包括“行为的能力”和“支配他人的能力” [ 29 ]。图像中的权力或权力的运用从未消失，他们只是变得更加隐晦，难以捕捉 [ 30 ]。该电视广告所涉及的“权力”体现在三个方面：首先“权力”在电视广告中是指在家庭中男性高于女性的权力；其次，“权力”还表现在媒体机构所具有的媒体话语权来呈现这一画面；再者，“权力”更体现在媒体机构内部的男权文化上。媒体高级、中级决策层中的女性比例分别占4.4%和9.6% [ 31 ]。在媒体高层中，男女性别比例的极大悬殊也就意味着媒体决策权和控制权大部分是掌握在男性手中。媒体行业中女性的声音逐渐处于“失语”状态，由此形成了媒体中的男权文化即男性在媒体中拥有的话语权和决策权。因此，在广告策划中难免带有“男尊女卑”的意识，这种不平等意识的传播是“隐蔽性地”。 在Faiclough [ 32 ] 看来“意识形态是对世界某个方面的再现，而这种再现对建立、保持和改变在权力、统治和剥削等方面的社会关系发挥作用”。通过对惠万家陶瓷电视广告中男女角色的分配以及对男女性别的构建，再现了男性拥有当家作主的权力事实；通过对主人公孩子性别的设置以及对主人公母亲角色的忽视，再现了“重男轻女”的传统观念以及性别不平等现象；同时广告拍摄者也通过不同的拍摄角度，再现了男性崇高的地位。媒体通过电视广告维护并且再次实现了男权高于女权的意图，而这种意图源于性别不平等的意识。意识形态的渗透是隐蔽性地，是通过不同手段达成的，并且会使社会大众的思想在不知不自觉中受到控制和支配。意识形态存在于话语之中，话语在其构建社会现实过程中维护了不平等的权势关系 [ 33 ]。电视广告通过对图像的不同手段的隐蔽性操作，让男女不平等的意识被社会大众自然地且不自觉地接收、认可，最终支配着社会大众的思想，由此形成了对性别不平等的无意识，以实现男性优越地位的意图。
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user: 4. 结语 社会呼吁性别平等，但性别不平等现象仍根深蒂固。本研究主要从一则电视广告所构建的性别不平等现象出发，利用视觉语法分析出了广告制作者如何利用视觉呈现的手段(即话语策略)巧妙地、隐晦地传达性别不平等意识。广告媒体利用电视广告的图像构建来呈现内容，构建意义，体现、反映和强化男女不平等观念以及性别不平等意识，以实现男性的优越地位。“男权文化孕育了媒介模式，媒介模式又反过来强化了人们头脑中的男权文化观点，由此形成了性别以及对性别歧视的无意识” [ 34 ]。希望广告媒体能够更加尊重女性的权力以及认可女性的劳动价值，提高男女平等的意识，将更好的价值观念传达给社会；也呼吁更多的女性能加入媒体行业，奉献价值，争取更多的话语权。
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user: 摘 要 等离激元具有独特的物理特性，在许多研究领域得到了重要应用。目前，在微观尺度下等离激元与物质作用动力学演化的相干控制，正广受关注。本文分别模拟了入射光为单色连续光、正啁啾脉冲与负啁啾脉冲时，非对称金纳米十字结构的光学响应。发现当采用单色连续光照射时，纳米结构中热点的空间位置具有很好的稳定性，正啁啾脉冲时能够激发产生两种共振模式，并对等离激元场在不同结构位置的时间演化规律进行了分析。当采用负啁啾脉冲时，两种共振模式的激发顺序相反，实现了对等离激元时空演化的有效调控。该研究对于等离激元纳米器件设计和优化具有重要意义。 关键词 :局域等离激元，啁啾脉冲，时空演化，相干控制，时域有限差分 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着科技的不断进步发展，人们对器件小型化以及集成化有了更高的追求，表面等离激元(Surface plasmon， SP)由于其独特的性质，能够突破衍射极限，在纳米尺度上操控光子。在光电子器件、太阳能电池、生物/化学传感器以及光电探测等领域具有极大的应用前景 [ 1 ] - [ 8 ]。而热点位置的时空调控是等离激元在各个领域中应用的关键因素，因此等离激元的相干控制受到人们广泛的关注 [ 8 ] - [ 16 ]。在之前的研究中人们发现相位调制能够实现对等离激元时空演化的有效调控，与偏振、波长等其他调控手段相比，相位调制能够在时域上对热点位置进行灵活调控。2002年Stockman首次从理论上研究了相位调制对V形纳米结构近场演化的影响 [ 17 ]：仅通过对脉冲的相位调制，可以实现将局域场集中到V形纳米结构的顶点处，证明了相位调制可在纳米系统中实现能量的局域化。随后，Lee T. W.通过FDTD方法的计算表明利用啁啾脉冲的特性可以控制金属表面附近热点的时空行为，产生违反直觉的负群速度 [ 18 ]。此外，Harada T.证明了对于具有不同纵横比的Au纳米十字结构，局域等离激元的激发序列可以通过光谱范围很宽的啁啾飞秒激光脉冲和偏振共同来调控 [ 19 ]。2016年，Manuilovich对比了入射脉冲为正啁啾脉冲、负啁啾脉冲、与无啁啾脉冲时，锥形结构尖端附近的近场增强，发现具有负初始啁啾的脉冲照射下，尖端附近得到更大的近场增强 [ 20 ]。 本文设计了一种利于器件小型化的单一非对称金纳米十字结构，运用时域有限差分软件(FDTD Solutions) [ 21 ] 对这种结构进行了模拟研究。对比了入射激光分别为单色连续光，正啁啾脉冲与负啁啾脉冲时，热点位置的时空演化规律，实现了对局域等离激元动力学演化过程的相干控制。我们表明不同入射光激发的等离激元具有不同演化特性，这些不同的演化特性将根据不同应用领域的需求，进行选择性应用。
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user: 2. 计算设置 本文采用FDTD Solutions软件对图1所示的非对称金纳米结构进行了模拟研究，该结构由四个金纳米棒组成，其中A1与A3棒沿y轴方向，A2与A4棒沿x轴方向，棒长分别为A1 = 80 nm，A3 = 50 nm，A2 = A4 = 90 nm，在每个棒的顶端，存在半径为15 nm的半圆，每个纳米棒的宽度等于30 nm，沿z轴方向的高度为30 nm。为了方便计算纳米结构的消光谱，入射光采用沿z轴入射，y轴偏振的全场散射场(total field scattered-field， TFSF)光源，如图1所示。在模拟过程中设定纳米结构周围介质为真空环境(n = 1)，模拟区域为 2 × 2 × 2   μm 3 ，结构周围的网格精度为 2 × 2 × 2   nm 3 ，选用完美匹配层(PML)作为边界条件。在模拟中含有啁啾的光源无法直接设置，需要通过脚本调制超短激光脉冲相位的方法来实现。 图1. 非对称金纳米十字结构示意图：A1 = 80 nm，A3 = 50 nm，A2 = A4 = 90 nm，臂宽30 nm，高30 nm。光源从Z轴正方向入射，沿Y轴偏振
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user: 3. 结果与讨论 图2. 入射光为单色连续光时，纳米结构的光学响应。(a) 纳米结构的消光谱。(b) 入射波长为718 nm时纳米结构的近场分布图。(c) 入射波长为852 nm时纳米结构的近场分布图 通常情况下，金属表面存在大量自由电子，形成自由电子气团，当入射光与金属纳米结构表面自由电子气团的振动发生共振时就形成了表面等离激元共振(surface plasmon resonance， SPR) [ 22 ]，当产生SPR时会在光谱上表现为一个强消光峰。本文模拟了入射光沿z轴入射，y轴偏振时，非对称金纳米十字结构的消光谱，如图2(a)所示。消光谱中存在两个峰值，即当入射光沿z轴入射，y轴偏振时，存在两种共振模式，共振波长分别为718 nm和852 nm。当采用波长为718 nm的单色连续光照射纳米结构时，可以激发一种共振模式，近场分布如图2(b)所示，可以看出此时电场主要集中在A3棒顶端。当采用波长为852 nm的单色连续光照射时则激发出另一种共振模式，近场分布图如图2(c)所示，此时电场主要集中在A1棒顶端。研究发现，当采用单色连续光照射时，纳米结构中热点的空间分布始终不变，这表明单色光激发的局域等离激元，热点的空间位置具有很好的稳定性，这一特性使表面等离激元在表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering， SERS)、生物医疗等方面能够进行更有效的应用。 图3. 当入射光为正啁啾脉冲时，纳米结构的光学响应。(a) 正啁啾脉冲示意图： α = 0.17 ， ， ω 0 = 374 . 741   THz ，光谱范围为644~1064 nm。(b) 正啁啾脉冲条件下，A1棒端点与A3棒端点局域电场的时间演化曲线。(c) 148.9 fs时刻，纳米结构的近场分布图。(d) 182.4 fs时刻，纳米结构的近场分布图 如图2(b)、图2(c)所示，当采用单色连续光照射纳米结构时，只能激发出一种共振模式的局域等离激元。而当入射光为光谱范围很宽的超短激光脉冲时则可以展现出更加丰富的光学现象。接下来我们研究了入射光为含有啁啾的超短激光脉冲时，局域场的演化特性。 超短激光脉冲的表达式为： (1) 其中 ω 0 为载波频率， A ( t ) 为高斯包络： A ( t ) = e − ( t / τ G ) 2 ， τ G = τ P / 2 ln 2 ， τ P 为脉冲持续时间，当脉冲本身含有相位调制或者变换极限脉冲通过色散介质时，会产生啁啾 [ 23 ]，即不同频率具有不同的相速度，初始相位不再相同，脉冲的瞬时频率随时间的变化而不断变化。在模拟中，我们通过调控超短激光脉冲的相位来实现啁啾光源： (2) 可以通过改变 α 的符号来控制啁啾脉冲的正负，并且脉冲的功率谱不会随着符号的改变而变化。图3(a)所示为正啁啾脉冲示意图，此时， α > 0 ， τ P = 70   fs ， ω 0 = 374 . 741THz ，光谱范围为644~1064 nm，包含了两种模式的共振波长。图3(b)给出了正啁啾脉冲激发时纳米结构A1棒端点与A3棒端点局域电场的时间演化曲线，可以看出A1点先于A3点在148.9 fs时达到了最大近场增强，近场分布图如图3(c)所示，与共振波长为852 nm时的共振模式近场分布一致。A3点在182.4 fs达到了最大近场增强，近场分布图如图3(d)所示，与共振波长为718 nm的共振模式近场分布一致。也就是说当正啁啾脉冲照射时，两种共振模式都被激发，并且共振波长为852 nm的共振模式比共振波长为718 nm的共振模式先被激发。这是因为当正啁啾脉冲入射时，脉冲的瞬时频率随时间而逐渐增大，即波长随时间逐渐减小，当瞬时激光频率与金属纳米颗粒表面自由电子气团的振动频率发生共振时会产生局域表面等离激元共振，此时的近场强度最强，由于852 nm的共振波长先于718 nm的共振波长出现，所以波长为852 nm的共振模式先被激发。 图4. 当入射光为负啁啾脉冲时，纳米结构的光学响应。(a) 负啁啾脉冲示意图： α = − 0.17 ， τ P = 70 fs ， ω 0 = 374 . 741THz ，光谱范围为644~1064 nm。(b) 负啁啾脉冲激发下，A1棒端点与A3棒端点局域电场的时间演化曲线。(c) 145.5 fs时刻，纳米结构的近场分布图。(d) 172.0 fs时刻，纳米结构的近场分布图 相应地，图4(a)给出了负啁啾脉冲示意图， α = − 0.17 ，脉冲宽度与中心频率与正啁啾脉冲时一致。A1棒与A3棒端点局域电场的时间演化曲线如图4(b)所示，图4(c)与图4(d)则给出了对应的最大场增强时刻的近场分布图。与正啁啾脉冲的情况相反，共振波长为718 nm的共振模式比共振波长为852 nm的共振模式先被激发。这是因为当负啁啾脉冲入射时，瞬时频率随时间而逐渐减小，即718 nm的共振频率先于852 nm的共振频率出现，所以718 nm的共振模式将先被激发。 啁啾脉冲激发时两种共振模式都能够被激发，并且通过改变啁啾脉冲的正负，能够调控两种共振模式被激发的顺序，可实现对等离激元动力学演化的相干调控。这一特性能够在生物/化学传感器以及光通讯方面得到应用。
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user: 4. 结论 本文采用不同条件入射光源对非对称金纳米十字结构进行了模拟分析，得到当采用单色连续光源时，热点的空间位置不随时间而变化，具有很好的稳定性。而啁啾脉冲则能够分别激发两种共振模式，发现热点在不同时间段局域在不同的位置，通过改变啁啾脉冲的符号，可以调控两种共振模式被激发的顺序，实现了局域等离激元在微观尺度下动力学演化的相干调控，且具有很大的灵活性。该研究在SERS、生物医疗、生物/化学传感器以及光通讯等领域具有潜在应用前景。
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user: 摘 要 简要介绍了蜂窝夹层板结构的发展历程。详细地从不同层数、不同刚柔度以及新型微穿孔板吸声体结构和其在主动吸声中的探索和使用进行了总结。在此基础上针对现有的蜂窝板–微穿孔板复合结构的各种设计思路，列举、总结和分析了不同操作方法的优缺点。并提出了对于未来的蜂窝–微穿孔板复合结构设计的建议和展望：在减轻结构重量以及具备更好的自适应性能上还需要进行更深入的研究。 关键词 :微穿孔板，蜂窝夹层板结构，吸声 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着现代科学技术的高速发展和人们生活环境的日益优化，具有较轻重量却能实现较高效全面性能的材料得到了工程人员和专家学者的一再关注。本文就工程应用较为广泛的蜂窝夹层结构和微穿孔吸声体以及两者的结合产物进行相关的阐述，并总结提出现有技术和产品存在的一些不足以及可能发展的方向。
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user: 2. 蜂窝夹层板结构 早在上世纪四十年代，科学家就发现蜂窝结构是一种在保留了物理强度的同时又能减轻重量的结构，并由英国的Hill首先应用于航空事业中，之后美国又将木单片蜂窝芯粘接在铝蒙皮上形成“铝木蜂窝夹层结构”，到了二战快结束时完全由铝镁合金制成的蜂窝夹层结构已经在飞机上得到了广泛的应用，到了五十年代又出现了玻璃蜂窝结构。国内直到九十年代才开始在建筑行业中优先应用蜂窝结构 [ 1 ]，并在之后开始被越来越多的行业所应用和推崇 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。 自蜂窝结构问世以来，专家学者对于这种在保持了强度的同时又拥有着轻质特性的材料进行了大量的研究。并分别从刚度 [ 6 ] 、固有频率 [ 7 ] 、隔热 [ 8 ] 、强度 [ 9 ] 、隔声 [ 10 ] 等方面对蜂窝夹层结构进行了丰富的研究。 研究表明，蜂窝夹层板由于含有垂直于面板方向的蜂窝芯壁，比同等质量、同等尺寸的其他结构拥有更为优越的物理性能。同时由于具有两层板结构和一个空腔，也被作为轻质的隔声部件来使用。
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user: 4. 蜂窝–微穿孔板复合结构 由于上述蜂窝结构以及微穿孔分别在隔声和吸声方面的优点，所以将其结合以达到更广泛的应用是势在必行的。Christina Naify [ 44 ] 研究过在蜂窝内部分别添加一层以及两层“声网帽”，以及改变“声网帽”在蜂窝内的安装位置，来起到增强蜂窝板隔吸声性能的作用。刘海 [ 45 ] 也讨论验证了蜂窝微穿孔的隔吸声复合结构在降噪方面的优良能力。 与微穿孔板的研究相似，在蜂窝芯内添加的微穿孔板不仅仅局限于使用刚性材料，Akira Sanada [ 46 ] 在腔体中间添加一个柔性板，并将上表面穿孔的蜂窝夹层板结构的单芯看作为一个Helmholtz共振腔进行理论推导，并针对影响结构吸声的参数：柔性板的厚度、柔性板在共振腔中的位置等进行了理论的推导、数值计算以及实验的验证，提出了扩大Helmholtz共振腔有效吸声频率范围的实用方法。此外，还在后腔中安装吸声材料以增强其吸声效果。但是在后腔内额外加装的吸声材料无疑增加了较大的结构重量，这和结构能带来的吸声性能的增加并不成比例，不能满足对于蜂窝板这种轻质材料的使用的初衷。 张丰辉 [ 47 ] 提出了一种兼顾力学承载与吸声降噪的微穿孔蜂窝-波纹的复合结构，在蜂窝中添加波浪形的挡板，以及在单芯处各穿一个孔形成微穿孔蜂窝的结构，将被波纹板分隔开的蜂窝芯内空间等效为一定尺寸的规则深度的空腔进行理论推导并仿真得到结构的吸声系数。由于波纹微穿孔板的添加能改善与空气的声阻抗的匹配情况，使蜂窝板结构的中低频吸声性能大大增加。 Meng H. [ 48 ] 则着眼于不同芯格形状的蜂窝结构，对比了相同穿孔情况下的正三角形、正四边形以及正六边形蜂窝芯的蜂窝-微穿孔板复合结构的传声损失和吸声系数，为不同蜂窝芯形状的选取使用提供了研究基础。
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user: 5. 结论 对于蜂窝–微穿孔板复合结构来说，前人已经解决了如何对结构进行理论建模的问题，不管是使用声电类比的方法，亦或是使用传递矩阵、时域有限差分法，对于理想状态下的蜂窝–微穿孔板复合结构的数值计算已经有着相当的精确性。而伴随着现代计算机技术的发展和推广，对于基于有限元以及边界元法的仿真软件的应用，也使得对于复杂环境中复杂问题的科学研究更加的方便快捷。而针对蜂窝–微穿孔板复合结构这样一种拥有较好的吸隔声能力和较轻的结构重量的新型结构，对于其的优化使用，有以下几点建议和畅想： 1) 更加轻质化。轻质化是蜂窝夹层结构被提出的初衷，也是工程应用的必然需要。而针对蜂窝夹层结构的优化，不仅仅应该从现有结构的优化上下功夫，也应该将目光放在新结构、新材料的拓宽上，不能拘泥于现有工业生产所能达到的量产化范围。 2) 环境适应性。现有的蜂窝–微穿孔板结构大多有着固定的吸隔声频率范围，而已有的对于具有环境适应性的蜂窝–微穿孔板结构的讨论又有着比较严格的实验室条件，并不能达到工程实际应用的要求。如何在更宽的吸隔声频率范围内设计几种可以实现量产和应用的产品，是当下研究人员需要着重讨论的一个话题。 笔者在研究了现有资料的基础上，对于蜂窝夹层板结构、微穿孔板结构以及蜂窝–微穿孔板复合结构的发展概况进行了相关分析和讨论，并对未来蜂窝–微穿孔板复合结构的研究提出了建议和畅想，为该结构的吸隔声一体化以及自适应性能的研究做好相关铺垫。
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user: 摘 要 周朝时，湖南汝城属古百越民族的居住地，根据底层语言学理论，古越语词必然要在汝城方言中留下痕迹。本文从单字、词汇、语法三个方面对汝城方言中包含着一些与百越语言及百越文化有关的单个字词、特殊词汇和词法现象进行了说明。 关键词 :汝城方言，古百越语，词汇 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 学界普遍认为，古百越语与今天的壮侗语族有着极为密切的渊源关系，也可以说古百越语即是今壮侗语族诸语言分化之前的母语。 周朝时，湖南汝城属古百越民族的居住地。随着战争频仍，诸侯疆域重置，春秋、战国时期，汝城为楚南部边境地。楚地居民在与百越民族的交往中，部分壮侗语先民经由双语过渡逐渐放弃了自己的母语，改说楚语。与此同时，也有大量壮侗语在语言的融合与置换中在楚语中留下印迹。秦汉时中原屯戍移民进入汝城，开始了与楚地居民的交往与融合过程。同样，中原屯戍移民的中原音在替代了楚语后，不仅吸纳了楚语成份，也将楚语中的百越语成份保留在了今天的汝城方言中 [ 1 ]。本文拟从单字、词汇、语法三个方面对汝城方言中包含着的一些与百越语言及百越文化有关的单个字词、特殊词汇和词法现象作些粗浅地说明。(文中少数民族注音均来自《壮侗语族语言词汇集》) [ 2 ]
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user: 2. 单字 1) 禾。“稻子”之意。“禾”在北方指小米，而在南方则指稻子，汝城方言称稻子为“禾”。为什么南方以“禾”称“稻”而不用现成的“稻”呢？周振鹤、游汝杰(1986)对此已经作过研究：“原来南方用‘禾’称稻已有悠久的历史。《说文》云：‘秏，稻属。从禾，毛声。’伊尹曰：‘饭之美者，玄山之禾，南海之秏。’这里的南海当泛指南方。这说明南方是把稻称作‘秏’的。‘秏’在切韵音系是号韵晓母字，上古音可拟为xaw。现代傣族仍保留两个古稻种名‘毫安公、毫簿壳’，其中的‘毫’即是傣语稻和谷的意思。其语音正跟‘秏’近。” [ 3 ] 现在傣语中所有的稻谷名称都用“毫……”表示。在南方，有的方言把稻叫“禾”(如南昌、长沙、广州等)，而有的则称“谷”或“谷子”(如成都、温州、上海等)。这些地都是百越族分布的地区，为什么同是稻却称呼不同呢？周振鹤、游汝杰进一步查考了与百越语有着密切族源关系的壮侗语，发现壮侗语族称稻词的最初语音形式为khau，后来分化成k系和h系，各自仍指稻。这样，“南方方言的‘谷’借自k系音，而‘禾’借自h系音。谷、禾是同源词” [ 3 ]。 2) 凼：指水坑，即积水的洼地、小坑。汝城地处湘南地区，受地形和气候影响，地面较容易形成水坑。“凼”字在文献记载中使用极少，作为一个常见的地貌名在地名中则有相应的体现，清代沈兆澐《篷窗随录》记载有湖北襄阳地名“黄龙凼”。从地理分布来看，这个字在我国南方方言中出现频率很高，作为地名符号使用主要见于我国南方的广东、广西、湖南、江西、云南、贵州、四川、上海、江苏、湖北、浙江等省份，这个区域，正好与古百越族曾经的领地大致相当。从音义上来看，读音虽有差异，温州读[taŋ 35 ]、武汉读[taŋ 35 ]、衡阳读[tan 213 ]、南昌读[t‘ɔŋ 11 ]、广州读[t‘ɐm 13 ]，汝城方言读[tɛn 44 ]。但意义大抵指小坑。这个字的音义在壮侗语中有对应的现象，武鸣壮语“池塘”义读作[tam 1 ]，侗语“洞、窟窿、坑”义读作[ȶəm 2 ]。这些都足以说明“凼”为古百越语留存。 3) 墟。集市。周振鹤、游汝杰(1986)认为：“壮侗语言自古是将‘集市’称作‘墟’的。” [ 3 ] “圩”为“墟”的俗字，指集市名称。“墟”，原来并无“墟市”之义。“墟”的“墟市”义是后来增加的，应该是来自于古越语，因为唐宋时期的文献才见这个义项，也就是说，汉语词汇系统里吸收了古越语的这个底层词。唐·柳宗元《童区寄传》：“二豪贼劫持反接，布囊其口，去逾四十里之墟所卖之。”旧注：“南越中谓野市曰墟。”到唐代刘恂的《岭表录异》始见“墟市”记载：“挑取其肉，贮以小竹筐，赴墟市以易酒。”大约自宋始，“墟”开始大量表示“集市”意义。宋·乐史《太平寰宇记》：“荣州夷多民少……不习文字，呼市为墟。”宋·吴处厚《青箱杂记》：“岭南呼市为墟。”宋·马端临《文献通考》：“孝宗隆兴之初，招集流民，凡两淮之商旅、归正人之兴贩，并与免税。州县续置税场不曾申明去处，并罢之。又诏乡落墟市贸易皆从民便，不许人买扑收税，减罢州县税务甚多。”宋·陈均《宋九朝编年备要》：“岭南村墟聚落，间日集裨贩，谓之墟市。” “墟”的集市词义大约是通过南方方言中的古越语底层词进入北方古汉语书面语的。现代粤语依然把集市称为“墟”，并且在两广有大量含“墟”字地名。 古代不同的民族及其语言和文化在某一地区相互接触和交流的结果，往往会在该地区的地名中留下痕迹。时至今日，汝城仍然称集市为“墟”，如“土桥墟”“大坪墟”“井坡墟”等，正是古百越语在汝城方言中的留存。“墟”，汝城方言读为ɕy 33 ，武鸣壮语读为haɯ 1 。 4) 寮：草棚，简易的棚子。汝城方言读作liau 45 。指小房子。汉语有此词义，但出现很晚，宋金时才借“寮”表僧舍、小屋义。“寮”先有僧室义。宋代道诚《释氏要览》下“住持”：“言寮者，《唐韵》云：‘同官曰寮。’今禅居意取多人同居，共司一务，故称寮也。”后逐渐衍伸指小屋。金·董解元《西廂记诸宫调》卷一：“几间寮舍，半亚朱扉。”“寮”字地名较少见于明之前志书。明代始有大量“寮”字地名记载，且主要集中于南方各省区。《现代汉语方言大词典》中，广州地区指“简陋的小棚子”，福州指“搭设于山间的简易小屋”，雷州指“在田间地头搭盖的小草屋”，海口指“用草盖顶的小草屋” [ 4 ]。故“寮”的方言释义多指简陋的屋子。结合地名中的“寮”字含义和方言释义，周振鹤、游汝杰(1986)认为，古代南方汉人所居的“寮”可能同山瑶有关，即地名词中的“寮”字义可能是汉语借的瑶族语词 [ 3 ]。“房屋”瑶族拉珈语读lie:k 8 ，汝城方言读音与之相似。 以上几方面，仅是例举性的。实际上，古越语底层成分，渗透到汝城各地人们生活的各个方面，诸如“鲮”“𦢊”“啡”“㔶”“𢿤”“𢜮”“陂”“沕”“𠺘”“匏”“戆”等，均为古百越语在汝城方言中的沉积成分，还有相当部分有待于人们不断地发掘。
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user: 3. 词汇 5) 干螕。臭虫。“螕”在文献中出现得很早。《说文·虫部》：“螕，啮牛虫也。”王筠句读：“《玉篇》：‘螕，牛虱也。’元应曰：‘公牛、马、鸡、狗皆有螕也。’《通俗文》：‘狗虱曰螕。’”《广韵》平声齐韵边兮切：“螕，牛虱。”唐·慧琳《一切经音义》卷四五称：“壁虱如草螕，隐于壁隙床缝之间，夜唼食人。”姜亮夫(云南昭通人)在《昭通方言疏证·释博物》中说：“昭人谓虱曰壁蜚，即螕虱俗以壁为之，因谓牛虱曰牛螕虱，狗虱曰狗螕虱，俗以壁以壁为之者，谓其生息壁中也。或曰臭虫，谓其气极臭也。” [ 5 ] 牛虱指寄生在人、畜身上吸食血液的小昆虫，今汝城方言称作“牛虱婆”。臭虫亦指吸食人、畜血液的小昆虫。螕虱扰人睡眠，为害甚烈，往往使人不堪忍受。故而人们想尽一切办法予以清除。畲语kun 33 pi 22 ，与瑶族布努的巴哼话、瑶族勉语的优勉话、标敏话等相同或相近。汝城方言读为ku 33 pi 33 。 6) 牛栏：牛圈。“栏”，汝城方言读作la 45 ，剥隘壮语读作la:n 2 。《广雅·释宫》：“栏，牢也。”王念孙疏证：“《说文》：‘牢，闲，养牛马圈也。’”《墨子·非攻上》：“至入人栏厩，取人马牛者，其不仁义又甚攘人犬豕鸡豚。”“栏”这个词作为典型的古越语底层词已得到学界的普遍认可。古百越民族原所居住的区域森林密布，瘴疠袭人，环境恶劣，为了防避烟瘴和毒虫野兽的侵袭，古越人创制了一种独特的建筑形式：用竖立的木桩构成底架，将房子搭成两层，上层住人，下层养牲畜。宋代范成大的《桂海虞衡志》对干栏居室做了具体描绘：“民居苫茅，为两重棚，谓之麻栏，上以自处，下畜牛豕。棚上编竹为栈，但有一牛皮为裀席。牛豕之秽，升闻栈罅，习惯之；亦以其地多虎狼，不尔则人畜俱不安。”“栏”本指“上以自处，下畜牛豕”的处所，长期的使用使其词义产生了分化：在壮侗语中指人所居住的“屋”或“家”，用的是“上以自处”的意义；而汝城方言保留的是“下畜牛豕”之义，如：“牛栏”ȵiəu 45 la 45 、“猪栏”y 33 la 45 ，词义范围缩小了，今天保留的仅是原义的一部分。
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user: 4. 语法 岑麟祥(1953)曾经指出，广州话存在“名词词干 + 修饰成分”结构的复合名词，如广东话的“人客”“菜干”“鸡公”“牛公”等说法 [ 6 ]。其实在汉语南方方言中，都普遍存在“名词词干 + 修饰成分”结构的复合名词，除广州话的用例外，再如厦门话的“人客”“风台”“菜蔬”“历日”，客家话的“人客”“尘灰”“菜干”，等等。岑麟祥认为，这是与侗台语－－特别是广东西南部至今使用的壮语“交流”的结果。 汝城方言中，表家禽牲畜性别的词是后置的，雌性的标以“婆”等，雄性的则加上“公、牯”等字，跟北方的前置恰好相反：公狗–狗牯、母狗–狗婆，公牛–牛牯、母牛–牛婆，公猪–猪牯、母猪–猪婆，公猫–猫牯、母猫–猫婆；公鸡–鸡公、母鸡–鸡婆，公鸭–鸭牯、母鸭–母鸭等，其结构与侗台语以及粤语、客家话等南方方言相似，明显属于古百越语留存。 除此之外，还有一些类似形式的词汇，如将形容词放在名词之后作修饰成分的语法结构的：“菜干”“人客”“笠斗”，如将两个词性相同的字颠倒次序的：“蟆蛤”“闹热”“紧要”“欢喜”等，这是侗、傣、苗、瑶语言的基本构词方式，说明汝城方言中的语序倒置是受古百越语影响的结果。
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user: 摘 要 特征提取是目标识别与分类的重要前期工作，从信道畸变之中提取稳定特征对于目标识别来说尤为重要。本文首先基于人耳听觉的基本理论，提取了舰船辐射噪声的响度特征；接着基于射线理论，利用MATLAB仿真得到了信道的多途参数；最后将舰船辐射噪声通过多途信道作用，提取不同信道作用后的响度特征并进行对比分析。研究表明，舰船噪声在浅海多途信道中传播时，传播距离增大对其响度特征的影响较大也较复杂；接收深度的改变对响度特征的影响就相对小很多；声速梯度的改变也会对响度特征产生较大的影响。说明响度特征并不是一种稳定可靠的识别特征，这一点在声纳目标识别中值得注意。 关键词 :响度特征，特征稳定性，舰船辐射噪声 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 特征提取是目标识别与分类的重要前期工作 [ 1 ] [ 2 ]。 本文通过构建简单的时不变相干多途信道模型，仿真研究了舰船辐射噪声响度特征在信道中传播的稳定性问题 [ 3 ] [ 4 ]，为从信道畸变之中提取稳定特征用于目标识别做了初步的探索。
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user: 2. 听觉特征分析 2.1. 人耳听觉的基本概念 人耳的辨别能力取决于听觉器官和大脑的神经系统，在人的听觉系统中，频率分析最为重要的，定量的描述可以用临界带宽和分辨率 [ 5 ]。 2.2. 响度的量化处理 响度，是人耳对于声音强度大小(或强弱)的一种主观度量，其大小受到声音本身物理量值的影响，同时也受到个体听觉系统的影响。因此，衡量响度的大小通常是对声音强度的一种心理感受作的定量处理。通常，定义频率为1000 Hz、40 dB的信号为1宋，作为响度单位，响度级是将响度与响度单位的比值取对数后的数值，因此响度与响度级是两个不同的概念，两者的计算关系为： N = 0.063 × 10 0.03 L L = 33.33 × lg N + 40 舰船辐射噪声为宽带信号，通用的响度计算参考为Zwicker方模型 [ 6 ] 、ERB模型 [ 7 ] 和斯文森模型 [ 8 ]。 采用Zwicker模型，应当考虑掩蔽效应对舰船辐射噪声响度的影响，临界频带是分析和计算频域掩蔽效应的重要物理量。一般，定义1 Bark为临界频带单位宽度，其与频率的计算关系为： z = 13 arctan ( 0.00076 f ) + 3.5 arctan ( f / 7500 ) 2 按照以上公式，可在20 Hz至16 kHz之间计算得到24个临界频带。
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user: 3. 基于响度的特征提取 3.1. 特征响度的计算 特征响度可以模拟人耳听觉系统的非线性感知特点，其更能反映声纳员在听测舰船噪声过程中的主观心理感受。特征响度的计算方法为 [ 6 ]： N ′ ( z ) = 0.08 ( E T Q E 0 ) 0.23 [ ( 0.5 + 0.5 E E T Q ) 0.23 − 1 ] 式中E TQ 对应的激励是指人耳在安静情况下的数值；E对应的激励是被计算对象的数值；E 0 对应的激励是 I 0 = 10 − 12 ( w / m 2 ) 的数值。全部临界频带内的特征响度总和计算公式如下： N = ∫ 0 24 N ′ ( z ) d z 3.2. 响度特征的提取 计算特征响度值，涉及的重要参数有3个，E TQ 、E和E 0 。设一个常数 A ，令 A = E T Q / E 0 。 对不同的舰船噪声信号声纳员个人的内耳基底膜是不变的，因此声音能量与声音的强度成线性关系，有： A = E T Q / E 0 = I T Q / I 0 ，设对应声强级为Y，可得 A = E T Q / E 0 = I T Q / I 0 = 10 Y / 10 则： E T Q = E 0 × 10 Y / 10 ，计算舰船噪声信号特征响度的公式： N ′ ( z ) = 0.08 ( 10 Y 10 ) 0.23 [ ( 0.5 + 0.5 E E 0 10 Y 10 ) 0.23 − 1 ] 提取特征响度的步骤：对噪声信号求FFT；将噪声信号的FFT划分为24个临界频带，求取各临界频带的能量E；确定各临界频带的听阈声强级，即可求得特征响度。
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user: 4. 响度特征浅海传播仿真 4.1. 仿真实验条件及参数说明 利用射线模型，计算浅海多途参数并构建不同传播距离、接收深度和声速梯度的信道滤波器函数，将声纳实际录取的舰船辐射噪声通过该滤波器，进行信号特征在浅海多途信道中的传播仿真实验 [ 9 ] [ 10 ]。 海深200 m，海面为绝对平面，声源深度20 m；仿真实验所用信号为两类声纳实际录取舰船辐射噪声采样频率为44，100 Hz，时长10 s，信号调制节奏明显，噪声干扰较小，信号质量较好。 4.2. 浅海信道仿真 浅海信道环境参数如4.1节所设，声速梯度为(1530~1490 m/s)的负梯度。计算在不同传播距离和接收深度信道的系统函数，图1中接收器深度为25 m，图2中接收器离开声源的距离为5 km。 图1和图2给出了在不同的传播距离和接收深度处，自声源到接收点之间信道的传递函数的幅频响应，信号通过信道后的变化是信号与传递函数的卷积。 4.3. 实录舰船噪声响度特征传播 仿真实验浅海信道条件及信号参数如4.1所述，仿真分析声纳实际录取的舰船噪声响度特征在不同传播距离、接收深度和声速梯度下的传播特性 [ 11 ] [ 12 ]。 图1. 不同传播距离信道的系统函数的幅频特性 图2. 不同接收深度信道的系统函数的幅频特性 1) 传播距离：声速梯度为(1530~1490 m/s)的负梯度，接收器深度20 m。 图3以条棒形式给出了不同接收距离处噪声信号的响度特征，随着接收距离的增大，由于信道的多途效应，响度特征在临界频带上的分布也发生变化。且从图中可以发现，在10 km以内响度特征的变化剧烈，10 km以外变化很缓和，也就是说当信号传播到远处时其响度特征变得相对稳定。 图3. 实录舰船噪声在不同传播距离处的响度值 2) 接收深度：声速梯度为(1530~1490 m/s)的负梯度，传播距离3 km。 图4给出了不同接收深度处噪声信号的响度值，随着接收深度的增大，尽管受到信道的衰减效应和多途效应的影响，响度特征的幅度以及其在临界频带上的分布并没有大的起伏变化，也就是说当信号在深度变化的信道中传播时其响度特征相对稳定。 图4. 实录舰船噪声在不同接收深度处的响度值 3) 声速梯度：声速梯度为(1530~1490 m/s)的负梯度、(1490~1530 m/s)的正梯度。 图5给出了不同声速梯度中噪声信号的响度特征，对于给定的多途信道(距离5 km深度20 m和距离10 km深度30 m)，当其声速梯度变化引起信道参数的改变时，信道对舰船噪声信号的响度特征的影响并不一致。即声速梯度改变时，噪声信号的响度特征是不稳定的，声速梯度的改变会对舰船辐射噪声的响度特征产生较大的影响。 图5. 实录舰船噪声在不同声速梯度下的响度值
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user: 5. 结束语 本文将实录舰船辐射噪声信号通过仿真的浅海多途信道，在不同传播距离、不同接收深度、不同声速梯度下提取实录舰船噪声的听觉响度特征，对比分析舰船辐射噪声传播过程中如何受到多途信道的影响和畸变作用，研究表明： 舰船噪声在浅海多途信道中传播时，传播距离增大对其响度特征的影响较大也较复杂，接收深度的改变对响度特征的影响就相对小很多，声速梯度的改变也会对响度特征产生较大的影响，说明响度特征并不是一种稳定可靠的识别特征，这一点在声纳目标识别中值得注意。
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user: 摘 要 通过对金属丝杨氏模量测量原理和数据的误差分析，研究了影响实验误差的几个关键因素，提出了减小实验误差的设计方案。通过增加光杠杆数量扩大放大倍数；固定实验仪器之间的相对位置，减小测量的不稳定因素等方法改进实验装备。利用改进后的实验装置进行实验测量，可显著降低不确定度，提高了测量值的可信赖程度。 关键词 :杨氏模量，测量数据，误差 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 杨氏模量是材料学中的一个重要的力学参数，表征了固体材料变形与应力之间的关系。金属丝杨氏模量的测量是大学物理实验中的一个典型的实验，使用了光杠杆放大法测量微小的形变量，实验装置包括读数显微镜、光杠杆、螺旋测微器等常用的测量工具，用逐差法处理标尺的读数，因此测量方法和工具都具有典型的代表性。然而，我们在实验过程中发现测量数据的误差较大和不确定范围较宽 [ 1 ] [ 2 ]。通过分析实验中误差的原因，设计了一种降低实验误差的新实验方案，并对设备进行了改进。
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user: 2. 实验原理 图1. 杨氏模量实验原理 在实验室施加的外力会使材料产生微小的变形，用常用的长度测量工具很难测量出来，但是过大的外力会使材料发生塑型形变，所以要通过放大法来测量。本实验通过光杠杆放大法将施加砝码产生的微小形变量进行了光学放大，通过公式计算出了杨氏弹性模量。实验原理如图1所示，光杠杆前足到金属丝的距离为 K 。在砝码托盘上添加砝码，砝码的重力可看作外界对金属丝产生的一个外力 F ，导致金属丝长度 l 改变 Δ l ，金属丝带动光杠杆后足向下运动，光杠杆转动角度 θ ，当角度 很小时，可以有如下近似公式 θ ≈ tan θ = Δ l K (1) 根据光的反射定律，入射角等于反射角，所以镜面转动角度 θ 时，光线经过反射后，反射光线转动 2 θ 角度。用望远镜观察到标尺的刻度变化为 b ，设标尺与光杠杆之间的距离 D ，则 tan 2 θ ≈ 2 θ = b D (2) 公式(1)与(2)联立可得 Δ l = K b 2 D (3) 在金属丝的弹性范围内，根据胡克定律有 Y = F l S Δ l (4) 公式(4)表示杨氏模量 Y 的测量公式，其中 F 为砝码对金属丝产生的力， F S 称为应力， S 为金属丝的横截面积。 Δ l l 称为应变，代表金属丝的相对变化率，其数值与材料的性质有关。式中 2 D K 叫做光杠杆的放大倍数，光杆杠的设计是巧妙的，它把不易测量的微小量放大成可以容易测量的量，但实验中仍有较多不确定因素，给实验的操作增加了难度，也使实验误差偏大。
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user: 3. 实验存在的误差分析 3.1. 仪器误差分析 实验要求望远镜轴线与光杠杆镜面法线重合，但实验时光杠杆与标尺分离，不易将其调整到同一条直线上。望远镜的观测视野较小，要快速的找到标尺刻度，对于初学者来说，掌握起来难度较大。而且，光杠杆与刻度尺之间的距离不易测量，实验结果的不确定性增加。实验过程中可能因不小心触碰实验仪器，使仪器发生位移，而导致光杠杆与标尺之间的距离改变，使实验的测量结果产生误差甚至错误 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。 实验时，金属丝伸长 Δ l ，相应地光杠杆后足下降 Δ l ，因此光杠杆将绕其两前足的连线为轴转动，转动过程中，后足在水平方向上会发生移动，对金属丝产生一个横向的力，使金属丝偏离了竖直方向而增大了其与固定平台的摩擦，导致金属丝的受力大小不等于砝码的重力。实验时金属丝的受力情况与计算时假设的受力情况不同，会使计算结果产生较大的误差。 3.2. 实验操作的误差 金属丝在实验过程中会因拉伸而发生形变，随着金属丝的拉长，金属丝直径减少。若在实验开始时，托盘上没加砝码测量金属丝直径，金属丝没有完全拉直处于收缩状态，则测量得到的直径偏大。则会造成较大的误差。另外长时间将金属丝处于拉伸状态，金属丝会产生疲劳，添加砝码后读数的时间不同，测量的金属丝长度会有变化。在依次添加砝码和减少砝码时，测量的金属丝的长度会有很大的差别。