香港科技大學
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虛擬阻抗管

連接計算服務…

合成數據訓練

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    實驗裝置

    裝置操作待檢查設備

    拖動部件到虛線目標，或點擊部件後點擊目標；鍵盤使用 Tab 和 Enter。麥克風換位時，先將 A 放到暫存架。

    單頻聲場

    聲場為單頻慢放示意；採集使用 50–1600 Hz 寬帶白噪聲。試聽音量不代表設備聲壓。

    實驗記錄

    刷新前請導出，記錄僅保留在本次頁面中。

    操作日誌
    1. 尚未開始。

    4 × 4 腔體 TMM 設計

    50 × 50 mm 方形面板

    腔體參數

    16 / 16 個
    類型數量腔深
    mm    		孔半徑
    mm    		頸伸長
    mm
    計算設置與基線

    1–3 種腔體，總數 16；數量為 0 的行不參與計算。標準網格為 200–2500 Hz、步長 1 Hz、40 項端部修正；加密採用 0.25 Hz、80 項。

    基線：16 個相同腔體，孔半徑 0.70 mm、腔深 20 mm、頸伸長 2 mm。此模型針對方形設計面板，不是圓形實驗試件的重構。

    實測數據處理

    請選擇兩份記錄，保持 A/B 接線身份不變。

    文件格式與質量判斷

    支持課程 LVM 的空首列格式（X_Columns No、Delta_X 頭），或時間、通道 A、通道 B 三列。文件發送至 AANTC 計算服務，僅在本次請求中處理，不保存文件或計算結果。

    單對記錄不等於三輪獨立試驗；缺少獨立校準時不判斷互易性合格。保留超出 0–1 的 α，供檢查測量與通道映射。

    B&K Type 4206100 mm 管段50–1600 Hz
    採樣率
    20 kHz
    FFT
    4096
    每次記錄
    10 s
    獨立復測
    3 次

    現場實驗流程

    準備與檢查

    核對分配試件編號，拍攝穿孔面及開口腔體面；檢查裂紋、平整度、殘餘樹脂、孔堵塞和腔壁損傷。記錄實際尺寸與環境條件。

    啓動信號發生器、功放、傳聲器調理、NI 採集系統和計算機。完成空管和通道狀態檢查，保存本次背景與噪聲頻譜，再按實驗室程序校准。

    安裝與成對採集

    穿孔面迎向聲源；開口後面採用規定的一致薄膠帶密封，並壓緊剛性末端。不要改變膠帶種類、層數和覆蓋方式。

    一次帶限白噪聲覆蓋 50–1600 Hz；確認兩通道不過載並有足夠信噪比。同步記錄 10 s，交換兩支麥克風位置，保持激勵與安裝不變，再記錄 10 s。

    判斷與獨立復測

    校正通道幅相失配，檢查互易性與相干性。互易性偏差超過 15% 拒收；相干性低於 0.90 診斷，不自動拒收。保留異常和拒收原因。

    取出試件、檢查密封、旋轉 90°、重新密封並安裝，再完成下一對記錄。目標是三次合格的獨立拆裝試驗，不能把同一記錄的分段當作獨立試驗。

    處理與報告

    去均值後使用相同窗函數、重疊與 FFT 設置分段，先平均互譜和自譜，再相除估計 H。平均接受試驗的校正複數 H，再重算 R、α 和 Z/Z₀。

    報告三個頻段的梯形積分均值、試驗級樣本標準差和變異系數。記錄不足時明確說明，不以單條曲線替代重復性證據。

    測量原理

    雙麥克風波分解

    採用 ejωt 約定，試件面 x=0，兩支麥克風位於 x₁=−(s+l)、x₂=−l。s=50 mm，l=100 mm 為課程標稱值。

    p(x) = e−jkx + R ejkx
    H₁₂ = ⟨P₂ P₁*⟩ / ⟨|P₁|²⟩
    R = [(H₁₂−e−jks) / (ejks−H₁₂)] e2jk(s+l)
    α = 1−|R|²   ·   Z/Z₀ = (1+R)/(1−R)

    訓練模型的邊界

    訓練試件為被動集總阻抗 z=0.85+j3.2(f/f₀−f₀/f)，f₀ 約為 960 Hz。不同獨立安裝引入小幅共振偏移，用於練習重復性分析；不與真實 BU / BG 試件對應。

    每份虛擬記錄包含 200,000 點雙通道時序，由 Python 生成。採用 4096 點週期 Hann 窗、50% 重疊、逐段去均值的 Welch 互譜和自譜估計，頻率間隔約 4.883 Hz；頻段邊界採用插值。

    交換記錄按物理位置重排，使用連續相位復平方根校正失配。虛擬實驗另用獨立已知校准量評估兩次 H 的相對差，作為互易性教學指標；它不是已驗證的實驗室互易性算法。低相干性情境也可能同時造成互易性不合格，應分別判斷。

    課程要求、歷史示例與設計任務的區別

    本頁以 MECH5961_Lab1_Assignment_2026.docx 為操作基線。壓縮包中的歷史 absorption_impedance.m 使用 1024 點 FFT，且未實現完整的三次獨立復測、質量門檻與複數平均流程，不能直接當作當前作業的完整處理程序。

    MECH5961_TMM_design.m 是 50 × 50 mm、4 × 4 獨立腔體的設計工具，不是圓形 Voronoi 試件的數值重構。TMM 設計頁移植該模型，不生成圓形真實試件的未知共振頻率。

    真實樣品 BU/BG 的孔半徑為 0.75、1.00、1.25 mm；BU 有 42 個孔、BG 有 40 個孔。兩組還存在腔體分布與總開孔面積差異，不能把差異全部歸因於徑向梯度。

    外部設備依據：Brüel & Kjær Type 4206 產品資料 。本地依據：課程實驗作業、示例數據包與 MATLAB 設計文件。

    計算源碼
    下載 tmm.py下載 processing.py
    選擇一份源碼查看。