2024年全国声学大会丨青年学者特色论坛

2024年全国声学大会丨青年学者特色论坛

余旭东

北京航空航天大学 副教授

报告题目：异形特征结构中的超声导波及其健康监测技术

题目摘要：广泛应用于可重复使用航天运载器关键部件的异形特征结构（如复合材料R角制件、加筋壁板及焊接结构等）极易产生多类缺陷损伤，对其开展在役、快速检测是评估回收后航天器可否继续服役的关键技术问题。本研究通过所提出的半解析有限元方法(SAFE-PML)对具有各向异性及粘弹性的任意截面形状波导结构开展模态分析，发现了一系列存在于金属及复合材料异形特征结构中的超声导波模式。该特征导波（UFGW）具备声能量稳定局域于特征区的“声能陷效应”，且呈现低色散、低衰减等优异传播特性。本研究深入剖析了特征区声能陷效应的物理机制及高阶UFGW的形成机理，构建特征区截面非均匀情形下UFGW的理论解析方法，厘清特征区参数与UFGW非线性效应之间的内在关系。在此基础上，提出了高效、高精度UFGW实验测量方法，并研究了其与特征区早期性能退化及宏观缺陷的相互作用关系，形成了若干针对飞行器典型异形特征结构的结构健康监测（SHM）策略。研究成果既丰富和发展了超声在复杂介质中的传播理论，又为飞行器关键结构监/检测应用提供了有力科学支撑，具有重要的理论和实际意义。

作者简介：余旭东，北京航空航天大学副教授、博士生导师，挂任文昌国际航天城管理局副处长（第三批中组部选派来琼挂职干部），入选第六届中国科协“青年人才托举工程”项目。长期致力于超声学、超声无损检测、飞行器结构健康监测等方向研究。现承担国家自然科学基金青年、面上项目、重点项目课题、军科委基础加强计划173重点基础研究项目课题，以及航空航天院所科研项目等。近五年在国际权威期刊上发表SCI论文30余篇，授权国家及国际发明专利6项，2项已完成转化应用；以第一完成人获国家国防科工局高分专项卫星应用优秀成果三等奖、日本石川岛播磨重工业优秀成果奖等；多项研究报告成果被中共中央办公厅及北京市市委综合采用。受邀担任国际超声大会2023 ICU、计算与实验科学工程国际会议2024ICCES等分会场主席，受聘为中国机械工程学会无损检测超声检测大会副秘书长、科工局民用航天预研专项评估专家、中国声学学会检测声学专委会委员、中国复合材料学会复合材料健康监测技术专委会委会、中国复合材料工业协会特聘专家等。

周建波

西北工业大学 副教授

报告题目：基于水平阵深海直达声区水下目标三维定位

题目摘要：深海直达声区的声场干涉结构稳定且噪声较低，有利于远距离目标探测。目前，对其研究主要集中在基于垂直阵的目标测距定深，但垂直阵难以给出目标方位信息。理论上，基于水平阵接收信号直接匹配可以实现目标三维被动定位，但由于计算量大和定位性能不佳，实际应用受限。但是其计算量极大且定位性能不佳。本文提出一种基于水平线阵的深海直达声区水下目标被动三维定位方法。首先对目标波达角量测信息匹配给出目标可能距离-方位分布曲线，针对目标真实位置可能小幅度偏移曲线，通过对曲线做多次小幅度平移形成曲线簇，保证目标真实位置落在曲线簇中。在此基础上，利用传播模型计算目标位于曲线簇时拷贝场复声压，并与测量场做匹配相关估计目标距离与深度信息，结合第一步给出的目标距离-方位约束关系，实现目标在三维空间准确定位。通过仿真验证了该方法的有效性，仿真结果表明：所提方法对海面目标可实现精准测距测向，对水下目标可实现三维精准定位。此外，对噪声以及海底参数失配都具有较强的宽容性，该方法对深海直达声区水下预置声呐装备的设计与使用具有一定的指导意义。

作者简介：周建波，1989年01月生，西北工业大学副教授，入选第六届中国科协“青年人才托举工程”项目。主要从事海洋物理场建模与特性分析，与信道适配的水下目标被动探测等方向研究。担任中国造船工程学会第八届电子技术学术委员会委员，JoVE等刊物客座编辑。承担了国家国家重大专项分承研、国防科工局船舶工业基础能力提升专项子课题、国家自然科学基金面上项目和青年项目等10余项课题。近五年在国际权威期刊上发表SCI论文19篇，申请国家发明专利20余项，授权9项。

龙厚友

南京大学 副研究员

报告题目：基于超材料的低频声吸收体

题目摘要：低频声波的抑制在国防、工业和民生中都具有重大意义，同时亦是声学界长期存在的挑战。传统吸声技术受限于经典线性响应理论，需要大面密度材料才能有效抑制低频声波。声学超材料由于可实现自然材料所不具备的特异声学性质，为丰富吸声理论、革新吸声技术提供了全新的思路。本文介绍了基于声学超材料的深度亚波长声吸收体、通风型声吸收体等方面的理论机制和器件应用。基于耦合模式理论揭示了损耗因子和泄露因子匹配达到临界耦合条件进而实现完美吸声的理论机制，并建立了基于过阻尼多共振态强耦合调控宽带阻抗匹配的物理模型；进一步介绍了基于声学软边界、抗性边界与损耗超原子杂化实现通风型非对称吸收体的理论方法和器件应用探索。

作者简介：龙厚友，男，1992年8月生，2019年7月起担任南京大学物理学院声科学与工程系副研究员。长期从事基于声学超材料的复杂声场调控及相关新原理声学功能器件方面的研究工作。截至目前，以第一/通讯作者（含共同）发表SCI论文21篇，包括Nat. Commun. 1篇，Adv. Mater. 1篇，Phys. Rev. Appl. 3篇，Appl. Phys. Lett. 9篇，JASA 3篇，J. Sound Vib. 1篇等，他引900余次；申请国家发明专利8项，其中授权2项；主持国自然面上和青年项目各1项，江苏省自然科学基金优青和青年项目各1项，入选中国科协青年人才托举工程和江苏省双创博士等人才项目。

韩 笑

哈尔滨工程大学 教授

报告题目：极地脉冲噪声环境下的稳健水声通信关键技术研究

题目摘要：不同于开阔海域，北极冰区存在着大量短促但强烈的脉冲噪声，极大影响了冰下水声通信的稳健性。脉冲噪声由冰层碰撞、冰层破裂、热裂纹等现象引起，它的存在使得海洋环境噪声不再服从高斯分布。常见的水声通信和信号处理方法通常在高斯噪声下性能最优，而大幅度脉冲噪声的存在使得传统方法性能严重退化，对水声通信的各个环节都会产生影响。本报告围绕冰下脉冲噪声建模、脉冲噪声下的同步信号检测及信道估计等几个关键问题开展极地冰下水声通信关键技术研究。首先，采用稳定分布建模具有重尾特性的极地冰下脉冲噪声。其次，研究脉冲噪声环境下受多途信道影响的同步信号检测技术。针对同步信号同时受水声多途信道和脉冲噪声影响的问题，提出了一种“两阶段”的信号检测方法。最后，研究了冰下稀疏水声信道估计算法。针对传统SBL算法计算复杂度较大的问题，引入了广义近似消息传递（GAMP）算法，提出了基于GAMP-SBL的脉冲噪声抑制水声信道估计方法。

作者简介：韩笑，哈尔滨工程大学教授，博导，主要从事水声通信与组网、极地声学与信息技术等领域的研究。入选2023年“海洋强国青年科学家”提名、第六届中国科协青年人才托举工程。担任中国通信学会水下通信专业委员会副秘书长、中国造船工程学会青年工作委员会委员、《海洋学报》（中英文）青年编委、《声学学报》青年编委、《信号处理》编委等。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金优青/面上/青年项目等多项课题。以主要完成人获得黑龙江省科学技术奖一等奖、海洋工程科学技术奖一等奖等省部级奖励5项，出版专著2部，发表论文40余篇，授权专利20项（已转化5项）。

金亚斌

华东理工大学 副教授

报告题目：轻质减振降噪超结构的设计与表征

题目摘要：本报告针对重大装备在振动、噪声、承载能力等性能需求，报道多功能一体化超结构的机理、设计方法和验证，为解决该综合性能需求提供一种有效的方案。首先，采用超构材料融合夹芯结构的思路，发展了一种轻质-承载-低频减振一体化超结构设计方法，实现了轻量化-高静态刚度结构的低频减振。基于机器学习算法构建人工神经网络，针对目标禁带实现超结构的高效逆设计，并验证了该禁带逆设计方法的有效性。其次，研究将曲面面板和波纹夹层结构结合组成微穿孔超结构。该结构的曲面面板为吸声引入了新的自由度，同时夹层结构确保了优异的承载性能。基于非局域耦合效应，设计四单元超结构，可有效拓展吸声带宽。然后，在面心立方结构的面板和芯板中分别引入螺旋狭缝和微孔，发展了自下而上的声阻抗理论以计算单胞阻抗。通过强化学习算法，实现了九个单胞耦合的低频宽带吸声。该超结构的上螺旋板和下面板的共振耦合可以形成弯曲波的宽频混合带隙以增强宽频隔振效果。最后，结合复合材料增材制造技术，提出了多单元耦合的低宽频降噪复合材料超结构，并且研究了该结构的承载性能和降噪性能。本报告结果为设计具有降噪和承载性能的轻质承载多功能结构提供了新的有效方法。

作者简介：金亚斌，副教授、博士生导师。学术贡献(1): 结构动态参数均匀化理论。构建了周期性结构的弹性波动模型，发展密度、弹性常数等动态本构等效参数理论，为结构频率响应的动态参数和功能设计提供理论基础。学术贡献(2): 减振降噪结构设计方法。揭示了结构减振降噪等功能机理;针对复杂环境，提出了结构减振降噪多功能一体化的高效智能算法，为功能结构轻量化技术提供方法基础。学术贡献(3): 功能结构轻量化技术。引入复合材料结构设计概念，发展基于增材制造的复合材料降噪构型与纤维路径规划耦合方法，突破低频宽带复合材料超结构减振降噪设计技术。 

许才彬

重庆大学 副研究员

报告题目：超声检测与成像：从线性到非线性

题目摘要：各类构件在制造及服役周期内，不可避免地会出现多种类型的微损伤并逐渐演化为宏观缺陷，严重影响构件的力学性能。针对各类构件中的宏观缺陷或微损伤，开展超声检测与评价研究，对保障其服役安全具有重要意义。线性与非线性超声检测技术各有其适用范围，线性超声适用于检测尺寸与入射声波长相当的缺陷，而非线性超声技术则对早期损伤敏感。在中国科协青托项目的资助下，被托举人围绕线性/非线性超声检测与成像，开展了一系列研究工作：（1）在线性超声方面，针对稀疏阵列情形，提出了基于稀疏分解的最小方差导波缺陷成像方法；针对紧凑阵列情形，发展了频散导波信号全聚焦方法，提出了基于散射信号波形相关系数、相位差等多种成像指标的超声导波无基线缺陷成像方法，从而丰富和完善了超声导波缺陷成像方法谱系，实现了金属薄板、CFRP中缺陷的定位成像。（2）在非线性超声方面，在厘清超声导波二次谐波传播特性的基础上，发展了基于二次谐波的金属薄板微裂纹定位成像方法和金属复合板粘接界面评价方法；分析了金属薄板中超声零频波的传播特性，在此基础上实现了金属板材早期疲劳损伤的定量评价；基于超声零频波的低衰减特性，实现了大厚度高衰减材料的厚度测量及其中缺陷的定位成像。

作者简介：许才彬，男，重庆大学长聘副研究员，硕士生导师，重庆市声学学会理事，入选中国声学学会青托工程、第七届中国科协青托工程。主要从事超声无损检测与评价、线性与非线性超声成像研究。近年来，主持国家自然科学基金面上/青年项目、重庆市自然科学基金等项目，参加国家自然科学基金重点项目等多项，以第一作者/通讯作者在Ultrasonics、NDT & E等刊物上发表学术论文20余篇，授权中国发明专利8项。担任Ultrasonics、声学学报等国内外期刊审稿人。

谢 祥

中国科学院深圳先进技术研究院 副研究员

报告题目：结构声学系统快速计算方法

题目摘要：随着对噪声排放要求越来越严格，系统的动力学和声学品质已成为军事装备、航空航天等领域中重要的性能评价指标。可是利用有限元/边界元法建模生成的系数矩阵通常求解规模大，这使得直接评估其全阶模型非常耗时且内存占用量大。报告主要介绍含频变阻尼材料的大规模有限元系统、大规模声学有限元/边界元系统、结构有限元-声学边界元/声学有限元耦合系统的快速计算研究，利用模型降阶降低高维物理模型维度和数据驱动从数据流创建低维模型协同作用赋能结构声学耦合问题分析。

作者简介：谢祥，博士，中国科学院深圳先进技术研究院副研究员。2019年博士毕业于上海交通大学和比利时荷语鲁汶大学。主要研究方向为结构声学、减振降噪与优化设计、模型降阶快速计算等。主持或曾主持国家自然科学基金青年项目、广东省自然科学基金面上项目、博士后科学基金-面上项目和特别资助（站中）项目等，以第一作者在CMAME、JSV、AMM等知名期刊上发表学术论文20余篇，入选中国科协/中国声学学会青年托举人才、德国慕尼黑工业大学洪堡学者等。

宋爱玲

华东理工大学 副教授

报告题目：基于可重构编码超表面的宽频可调声聚焦效应

题目摘要：声聚焦效应可以将声波能量聚集在某个局部空间并形成高能量区域，其作为一项重要的声学技术被广泛应用于工业超声无损检测、医学超声诊疗、侦查探测等领域，具有超强声波调控功能的声学超表面为实现声聚焦效应提供了一种可行性方法。针对传统声聚焦超表面普遍存在的工作频带窄、焦点不可调节及结构复杂等问题，提出并证明了利用可重构编码超表面在全工作空间中实现宽频可调声聚焦效应的新思路。所提出的声聚焦编码超表面仅由两种可旋转的开缝圆管编码单元构成，通过机械旋转开缝圆管调整其旋转角度实现了两种编码单元之间的相互切换，并有效改变了编码单元的排布序列，在宽频范围内实现了可调轴向声聚焦和可调偏轴声聚焦。该项研究工作为可重构声聚焦编码超表面的设计提供了一种全新的参考思路，对进一步推动声聚焦超表面在各个工程领域的实际应用具有重要意义。

作者简介：宋爱玲，华东理工大学副教授，西安交通大学博士，美国杜克大学和澳大利亚伍伦贡大学访问学者。主要从事声场调控与超声检测方面的研究，在APL、PRApplied等期刊发表SCI论文30余篇，多篇论文入选封面论文和特色论文。入选中国科协青年人才托举工程、上海市浦江人才计划，获Sir James Lighthill最佳论文奖(ICSV24)，陕西高等学校科学技术奖一等奖。主持国家自然科学基金面上/青年项目、国家重点研发计划子课题、上海市自然科学基金面上项目、南京大学近代声学教育部重点实验室开放基金项目、企业委托项目等科研项目。

郜 贺

香港理工大学 博士后

报告题目：声学非厄米拓扑绝缘体

题目摘要：近年来，声学人工结构引起了广泛、持续的关注，并被广泛用于实现各种新颖的声波调控。由于声学系统属于非保守系统，能量耗散在传播过程中不可避免地发生。因此，我们在非厄米物理的范畴下，通过设计多种声学人工材料并巧妙地引入特定的声学损耗，构建了多种非厄米声学超材料。同时验证了非厄米系统物理中一些新颖而重要的波动现象，例如仅由非厄米性质引起的低阶和高阶拓扑态、Floquet体系中的声波非对称传输以及非厄米趋肤效应等。此外，通过设计声学人工结构，合成赝磁场，并用于调控非厄米趋肤效应的产生与消失，为主动控制声波传播提供了可能。

作者简介：博士毕业于香港理工大学机械工程学系。自博士毕业至今，担任香港理工大学校聘博士后，合作导师为苏众庆教授。长期从事基于声人工结构的反常声波调控，同时结合声学损耗，实现了丰富的非厄米拓扑物理现象。相关工作以第一或通讯作者发表在Nat. Commun.、Appl. Phys. Rev.、Rep. Prog. Phys. 及Phys. Rev. Applied /B等期刊。部分研究成果被APS选为编辑推荐文章，并被APS进行专文报道，被Appl. Phys. Lett.编辑选为编辑推荐文章。

刘京京

南京大学 副研究员

报告题目：声人工体系中的角动量操控理论及应用

题目摘要：作为声学研究的前沿热点之一，声角动量提供了声波操控的新自由度，在高速声通信、非接触式粒子操控等领域具有广阔的应用前景。传统基于有源相控阵的声角动量调控方法在器件尺度、系统复杂度和操控精度等方面存在诸多限制，与之相比，具备新奇物性的声学超材料为角动量的高效产生和多样化调控提供了更为简单且高效的实现方式。本报告将重点介绍我们在声人工体系中的角动量操控理论及应用方面的系列研究工作，包括提出了一维波导系统中声涡旋场的自旋-轨道角动量耦合、二维体系中的单声源动量扭曲和自由空间中复合角动量的一体化实时解调等新机理，为多个不同维度体系中声学角动量的高效调控和精准解调提供了新思路，以及基于上述新机制所构建的角动量超声马达、人工解码器等新概念角动量人工器件，并展示其在高速声通信、粒子操控等领域的实际应用。

作者简介：刘京京，南京大学物理学院副研究员，2022年获南京大学声学博士学位，主要从事声学人工体系中的角动量调控、跨介质声波操控和非厄米物态调控等方面的研究。以第一和通讯作者在Nat. Commun.、Phys. Rev. Lett.、Adv. Mater.、Sci. Bull. 等国际知名刊物上发表学术论文十余篇，申请/授权国家发明专利十余项，主持国家自然科学基金青年项目、江苏省自然科学基金青年项目和国防预研类项目等，并作为项目骨干参研国家重点研发计划和国防科技创新特区项目等，入选中国科协/中国声学学会青年人才托举工程，获南京大学优秀博士论文。

顾仲明

同济大学 助理教授

报告题目：利用声学损耗设计反常波动现象

题目摘要：声学系统的损耗，对应于材料参数的虚部，以多种多样的形式在自然界中广泛存在。如何克服损耗，甚至利用损耗实现反常规的声波调控，既是一个重要的物理问题，也极具应用价值。通过不同的序构设计，例如特定的周期调制或者无序调制，可以构建异常的声散射现象或者声能量局域。类似的概念是无法在能量保守系统中实现的，为设计高性能声学结构和器件提供了新的思路。

作者简介：顾仲明，同济大学助理教授。长期从事声人工结构的理论设计和应用研究，尤其关注自然材料所不具备的反常等效参数，并通过声学参数实部和虚部周期性的调制，构建丰富的新奇波动现象。以第一作者或通讯作者（含共同）在Nat. Commun., Phys. Rev. Appl. 和Appl. Phys. Lett. 等国际知名学术期刊发表论文三十余篇。入选上海市领军人才（海外）青年计划。主持国家自然科学基金青年项目。

彭玉桂

华中科技大学 副教授

报告题目：量子拓扑物态的声学类比

题目摘要：汇报聚焦课题组在声波体系实现凝聚态量子拓扑物态的声学类比相关进展，主要分为单电子自旋的类比和原子轨道模式类比两种方案。基于在声学单胞构建的赝自旋，引入时间调制打破时间反演对称性构建声学等效磁场，实现声学陈类拓扑绝缘体；引入空间调制构建投影对称性产生等效规范势，实现声学SW类拓扑半金属。基于声学腔内多模态类比原子多轨道模式，探究多模态和声结构相互作用机制，实现基于轨道模式选择性激发的新型拓扑边界态和角态。声学拓扑物态的实现，为具有鲁棒性的声学新型功能器件提供了新的可能性。

作者简介：彭玉桂，华中科技大学物理学院副教授。2014年和2019年分别在华中科技大学获得学士和博士学位。2017年至2019年在新加坡国立大学仇成伟教授课题组进行博士联合培养，2019至2021年在美国纽约城市大学Andrea Alù教授课题组从事博士后研究。近几年，以第一作者(含共同)和通讯作者身份在Science, Physical Review Letters和Nature Communications等国际学术刊物上发表论文20余篇，总引用次数超过2000次。

李澔翔

南京林业大学 讲师

报告题目：声人工结构中的宇称时间对称及自成像效应研究

题目摘要：声场人工调控是声学研究领域的前沿方向之一，具有极为鲜明的学科特点和丰富的学科内涵。本报告将简要总结报告人近年来在利用人工结构操控声波方面的研究进展，包括：（1）宇称时间（PT）对称单向隐身斗篷的设计。利用人工结构构建损耗和增益介质，在奇异点处实现PT对称系统中的非对称声传输现象。（2）介绍复坐标变换声学理论。通过设计复坐标映射函数扩展传统变换声学的理论框架，实现声波振幅的灵活操控，并结合具体案例展示在非厄密系统设计中的有效性。（3）声学Airy-Talbot 效应的实验观测。基于伪表面波特殊的色散关系，在声学人工体系中实现Airy-Talbot表面态的人为调控，在此基础上提出一种二维波动体系内非周期声信号的空间复用方法，有望借助长距离传输下声波的自成像和自愈的优势，在高容量通信到片上传输等各个应用领域产生深远影响。

作者简介：李澔翔，南京林业大学信息科学技术学院、人工智能学院讲师，2023年获南京大学声学博士学位，师从程建春教授、梁彬教授，主要研究方向为声学超表面、声学Talbot效应和非厄密声学物态调控等。目前以第一作者身份在Nature Communications、 Research、Science Advances、《中国科学：物理学 力学 天文学》等国内外刊物发表多篇高水平论文，申请/授权国家发明专利2项，主持江苏省自然科学青年基金项目1项、南京大学近代声学实验室2023年开放课题1项，作为项目成员参研国家自然科学基金面上项目和国防科技创新特区项目。

范旭东

南京理工大学 副研究员

报告题目：超宽带透射型声学超材料及其潜在应用

题目摘要：在过去的几十年间，基于被动声学超材料结构的波束操控已吸引了广泛关注，并取得了辉煌的成绩，实现了许多自然材料难以实现的新奇的声学现象。但是传统的透射型声学超材料，由于本身结构单元的共振结构特性，往往仅能在共振频率附近较窄的频带范围内工作，限制了其对于声波操控的应用。并且，对于现有的一些声学人工结构而言，成品一经构建，其声学性质无法更改，难以满足各种复杂情况下的实际需求。因此，实现可适用于不同声学功能的灵活可重构宽带透射型声学超材料，是人们所期望的。针对这一问题，我们提出了一种新型超宽带透射型声学超材料，通过将不同长度的挡板与直波导管进行巧妙组合，可实现对3k到17kHz超宽频带的声信号进行灵活调控，该工作频带覆盖绝大部分可听阈，并且通过对可重构结构单元的合理排布，可实现不同的声学效果，适用于不同应用场景（Adv. Funct. Mater. 2023, 2300752）。该结构在诸多领域具有潜在应用，如超宽带声学激光器（Phys. Rev. Appl. 20, 064026, 2023）以及基于该结构的安全声学全息术用于信息传递（Phys. Rev. Appl. 20, 044048, 2023）等。

作者简介：范旭东（1993年- ），男，博士毕业于美国密西西比大学，美国国家物理声学中心。自博士毕业至今，担任南京理工大学副研究员。长期从事基于声学超材料的反常声波调控、声辐射力以及声涡旋等方向的研究。在Adv. Funct. Mater.、Phys. Rev. X、Phys. Rev. Applied及JASA等国际知名学术期刊发表论文20余篇。论文被国内外同行正面SCI 引用1200余次， 部分研究成果被Appl. Phys. Lett.选为封面文章，1 篇被Nature Review Materials专题报道，2篇论文入选ESI高被引论文（1%）。入选2023年国家级海外高层次人才计划青年项目。目前主持国家自然科学基金项目及江苏省自然科学基金等。

何海龙

武汉大学 特聘研究员

报告题目：声学高阶节点线半金属

题目摘要：近年来，推广了传统的体边界对应原理的高阶拓扑绝缘体和半金属引起了广泛的研究兴趣。高阶Weyl半金属具有三维动量空间中的双重线性交叉点、二维费米弧表面态以及一维铰链态等特征。目前，具有Weyl点或Dirac点等简并点的高阶半金属已被实验实现。然而，尽管此前已经有诸多理论报道，高阶节点线（nodal line）或节点面（nodal surface）半金属在实验中仍有待进一步探索。在这项工作中，我们在三维声子晶体中实现了二阶节线半金属。在模拟和实验中观察到体能带节点线、由Zak相保护的二维鼓面表面态以及与kz相关的四极矩诱导的一维平坦的铰链态。我们发现的无色散的表面态和铰链态在声传感和声能量捕获等方面具有潜在的应用。

作者简介：何海龙，武汉大学特聘研究员，2019年6月毕业于武汉大学凝聚态物理专业并获理学博士学位。2019年7月-2023年6月在武汉大学物理科学与技术学院从事博士后研究。研究方向为声学人工结构与拓扑物理。共发表SCI论文30余篇，其中以第一或通讯作者发表10余篇，包括Nature 1篇、Nature Communications 1篇、Physical Review Letters 2篇、Physical Review B/Applied 3篇。在全国光子学学术会议、全国超材料大会等国内外学术会议作邀请报告多次。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目各1项，湖北省自然科学基金1项，博士后科学基金1项。曾获湖北省自然科学奖一等奖（5/5），博士后创新人才支持计划等奖励。

黄新敬

天津大学 副教授

报告题目：面向微弱信号探测的声学超材料传感器

题目摘要：绝大多数声学超材料仅实现了声波调控，只有极少数发展成实用传感器。报告三种面向微弱信号探测的声学超材料传感器：（1）提出具有声彩虹效应内嵌MEMS麦克风的渐变折射率声学超材料传感器，可抑制多目标主栅瓣混叠，实现67m远目标0.76°高分辨率成像，并实现远场目标跟踪和微小泄漏检测应用。（2）提出由固定相差螺旋超材料单元构建的声学超透镜，可重构焦点位置，具有显著的声压提升效果，可用于微弱声及泄漏检测。（3）提出一种由商用MEMS麦克风和封闭空腔构成的新型水听器，具有灵敏度高、底噪低、成本低等优势，可制作成管道泄漏内检测器，对宽频泄漏声进行选频放大，检漏灵敏度高达0.164L/min。

作者简介：黄新敬，天津大学精仪学院副教授，博士生导师，研究方向为磁/声传感与测量，主持国家自然科学基金、国防创新项目、天津市自然科学基金以及企事业委托项目20余项，以第一/通讯作者发表SCI/EI检索论文40余篇、其中仪器类期刊论文23篇，以第一发明人授权发明专利20余项。

王淑萍

南京大学 助理教授

报告题目：开口通风主动降噪系统研究

题目摘要：建筑物通常留有门窗等开口用于人员进出及通风采光，但开口为噪声传播提供了途径，是建筑隔声中最薄弱的环节，如何在不阻挡开口的同时有效降低其辐射噪声是噪声控制领域的重要问题。传统被动降噪方法需封闭开口才能有效降噪且对低频噪声效果不佳，本报告将介绍主动噪声控制在开口通风降噪中的应用，针对3种不同的应用场景探究实现自然通风隔声的可能性。对普通单层玻璃窗，基于Kirchhoff-Helmoholtz方程在其表面均匀布放次级声源可实现有效降噪，利用多组边界次级声源线阵列可获得更高降噪量同时不阻碍开口；对双层交错自然通风隔声窗，单通道主动控制系统可实现有效降噪但存在降噪谷点频率，引入基于该频率设计的声学超构材料可有效改善谷点频率的主动降噪性能从而实现宽带降噪；对建筑物中不可避免的细缝类开口，利用次级声源线阵列对其辐射噪声进行主动控制，揭示了其有效降噪上限频率与次级声源数量、细缝几何尺寸以及噪声入射角度的关系。最后，本报告总结了现存问题并对未来工作进行了展望。

作者简介：王淑萍，分别于2013年和2018年在南京大学获得声学学士和博士学位，随后在悉尼科技大学声学与振动中心从事博士后研究工作，2023年3月入职南京大学物理学院任准聘助理教授。主要从事噪声控制和建筑声学领域研究，先后在J. Acoust. Soc. Am.、J. Sound Vib.、Appl. Acoust.、Sci. Rep.等期刊发表论文27篇，其中第一作者论文14篇，获授权发明专利3件，在美国声学学会年会、Inter-noise等国际会议作3次邀请报告。入选2023年中国声学学会青年人才托举工程项目，获2018年国际噪声控制工程学会优秀青年学者奖。

杨飞然

中国科学院声学研究所 研究员

报告题目：骨导语音恢复和增强

题目摘要：消防、机场、矿山、战场等强噪声环境的实时语音通信一直面临着较大的挑战，近年来发展的基于深度学习的单通道语音增强在极低信噪比下未取得较大进展。骨导麦克风作为一种非声传感器，通过采集人体振动信号并转换为电信号来获得骨导语音。骨导语音不易受到外界噪声干扰，但是骨导语音的频带受限导致其语音可懂度差。目前有两种方式利用骨导语音来改善语音质量和可懂度，一是仅利用骨导语音来恢复对应的气导语音，二是联合利用骨导语音和气导语音进行语音增强。本报告将介绍骨导语音的特点，报告我们团队在骨导语音数据库建设、基于深度学习的骨导语音盲恢复和骨气导语音增强方面的研究进展，并对未来的研究工作进行展望。

作者简介：杨飞然，中国科学院声学研究所研究员、博士生导师。2013年在中国科学院大学获得博士学位，2008-2010年在富迪科技（南京）有限公司工作，2016-2017年在波鸿鲁尔大学通信声学研究所任访问学者。长期从事自适应信号处理、麦克风阵列信号处理研究。发表SCI论文50余篇，授权/申请发明专利23项，主持两项国家自然科学基金、一项北京市自然科学基金和多项企业委托项目。当前担任《声学学报》青年编委、Circuits, Systems, and Signal Processing副主编。2013年获得中国科学院院长奖，2016年获得中国科学院优秀博士论文奖，2018年入选中国科学院青年创新促进会，2020年获得北京市科技进步二等奖。

郑成诗

中国科学院声学研究所 研究员

报告题目：通信声学关键技术新进展

题目摘要：基于现代声学、信息处理、通信技术以及新兴的虚拟现实和人工智能等学科领域的发展，通信声学已成为一个多学科交叉的研究领域，它融合了心理生理声学、房间声学、电声学、语音和音频信号处理、人工智能等不同领域的研究成果，在当今的科学与技术变革中具有显著的位置。本报告首先介绍通信声学的研究范畴和关键技术，然后重点介绍房间声学参数估计技术、去噪去混响技术、回声抑制技术和反馈控制技术的最新研究进展，接着介绍这些技术在教育行业、消费电子、公共安全和国防领域的重要应用及成果，最后对整个报告进行总结和展望。

作者简介：郑成诗，中国科学院声学研究所研究员，博士生导师，中国科学院大学岗位教授，中国科学院特聘研究员，中国科学院优秀导师；中国科学院青年创新促进会会员，IEEE高级会员；中国声学学会理事，国家重点研发计划项目评审专家、国家高层次人才通讯评审和会评专家以及国家自然科学基金各类项目评审专家。主要从事语音和音频信号处理、阵列信号处理以及机器学习方面的研究和应用，承担了多个国家级项目。2021年获得汪德昭青年科技奖一等奖(院士冠名奖)，并连续两次获国际深度降噪挑战赛第一名(DNS Challenge)；2022年获中国科学院大学优秀本科生指导教师奖；2023年获得华为公司火花奖。发表SCI论文70余篇，发表EI论文近百篇，申请和授权国家发明专利20余项，申请美国专利1项。担任多个杂志编委和青年编委，同时担任二十余家国际国内知名学术期刊的专家评审。

刘雄厚

西北工业大学 教授

报告题目：水下慢速小目标声学探测与识别技术

题目摘要：水下慢速小目标主要指蛙人、无人水下航行器、水下机器人等。这些目标常年活动于复杂的浅水、极浅水环境，具有目标强度小、航行速度慢、声学特征弱等特点，导致传统探测识别技术面临混响抑制难、稳定跟踪难、分类识别难等难题，难以满足使用需求。围绕这三个难题，本报告介绍团队十多年深入研究的水下慢速小目标声学探测与识别技术，包括单帧与多帧一体化混响抑制方法、动态场景中多目标跟踪方法、利用跟踪轨迹的分类识别方法、主被动联合分类识别方法等。单帧与多帧一体化混响抑制方法从单帧处理、多帧处理所用的多个物理特征入手，给出联合使用多个特征的一体化混响抑制方法，以最大化抑制混响；动态场景中多目标跟踪方法从目标强度闪烁、数量变化等问题入手，给出可获得稳定轨迹的多目标跟踪方法；利用跟踪轨迹的分类识别方法从跟踪轨迹中提取具有区分度的运动特征，设计联合分类器实现轨迹分类和目标识别；主被动联合分类方法优选主、被动声学特征组合，围绕小样本、类不平衡问题，从特征预处理、特征选择和分类算法三个层面设计联合分类器，显著提升分类识别性能。最后，将这些方法凝练成包含混响抑制、检测跟踪、分类识别等步骤的信号处理流程。该流程在进行大增益累积提升探测性能的同时，可保留必要声学特征支撑分类识别，为实现浅水、极浅水环境中水下慢速小目标稳健探测与高性能识别提供技术支撑。

作者简介：刘雄厚，西北工业大学航海学院教授，博士生导师；西北工业大学水声工程博士研究生学历，导师为孙超教授；海军研究院博士后，合作导师为刘清宇院士；获陕西省技术发明奖一等奖（R2）、陕西省高等学校科学技术研究优秀成果奖特等奖（R2）。

主要研究方向为水下小目标探测与识别。在该方向主持国家自然科学基金、JKW科研项目等12项；担任小目标探测技术、探测设备竞优相关的专家组成员。建立了MIMO声呐成像理论和技术体系，提出了单帧/多帧一体化混响抑制方法、一体化跟踪与识别方法、主被动联合识别方法，牵头设计研制了多套MIMO声呐探测与成像样机。第1/通讯作者发表高水平论文42篇，第1发明人获授权发明专利30项，第1作者出版专著1部（密布式MIMO声呐成像原理与技术，科学出版社）。

张宇翔

哈尔滨工程大学 教授

报告题目：低频段海冰声波导及其应用

题目摘要：在我国“两极战略”的引领下，极地声学已成为海洋声学研究的重要领域。北极海洋声学的特殊性很大程度上源于广袤的海冰，因此，研究海冰声学及相关信息技术对于推动极地科技与设备的发展具有重要意义。海冰声学是一种跨尺度的科学问题，其中，海冰的宏观构型是导致低频段声传播显著受弹性波导影响的主要原因。本报告重点关注海冰在低频段的多模态传播特征及模型构建方法，并在此基础上，通过对低阶模态导波的偏振状态进行分析和利用，开展了海冰声参数的原位表征及冰上脉冲声源定位技术的研究与试验验证。

作者简介：张宇翔，哈尔滨工程大学水声工程学院，教授/博导。2019年加入“极地声学与海洋信息传输技术”团队开展极地声学方向研究，同年入选中组部高层次海外（青年）人才项目。承担国家自然科学基金面上项目、国防科工局稳定支持项目、国防基础研究技术领域基金重点项目等科研工作。发表SCI索引论文20余篇（h-index12），申请国家/国防发明专利30余项，授权15项。兼任中国科协海智计划特聘专家，中国海洋研究委员会青年委员，中国海洋协会海底分会委员，《Earthq. Res. Adv.》杂志编委，《J. Mar. Sci. Appl.》期刊青年编委。

刘凇佐

哈尔滨工程大学 教授

报告题目：水声通信信道建模与仿真

题目摘要：由于海试成本昂贵、海况多变等限制，水声通信实验时长通常较短，导致真实海洋环境下通信性能验证不充分。同时水声信道具备复杂的时-空-频变特性，可用带宽窄，传输损耗大、环境噪声复杂，多途效应强，使标准化水声信道建模和仿真工作面临极大挑战。报告主要介绍水声通信信道建模背景意义、历史演进，流行的水声通信信道仿真工具和开源数据集，并重点介绍实测数据驱动的水声通信信道仿真方法，给出典型应用，最后对水声通信信道仿真发展方向进行展望。

作者简介：刘凇佐，哈尔滨工程大学教授、博导，国家级青年人才，获黑龙江省教学名师、海洋强国青年科学家等荣誉称号。现任南安普顿海洋工程联合学院/未来技术学院副院长、水声技术全国重点实验室副主任，兼任中国通信学会水下通信委员会副主任/秘书长、中国造船工程学会青年工作委员会副主任。担任国家重点研发计划重点项目首席科学家，主持国家自然科学基金重点、面上、青年项目等30余项科研任务，出版国家出版基金专著1部、译著1部，担任6个期刊编委，发表SCI/EI论文100余篇，授权专利30余项，获省部级科研奖9项（一等奖4项）。指导学生获全国“互联网+”、“挑战杯”、“创青春”大学生创新创业竞赛金奖，获国家教学成果奖二等奖。主要研究方向为水声通信技术、水声侦察技术、海洋生物声学，主持研制了全海深声学释放器和系列化水声通信机。

胡 正

华东理工大学 讲师

报告题目：低失真高幅值的单磁体电磁超声换能器设计研究

题目摘要：与常规电磁超声换能器（EMAT）相比，窄磁铁EMAT下方回折线圈的铺设范围扩展到了磁铁的边缘乃至外侧区域，可以激发出更高幅值的信号，但是存在明显的波形畸变失真。本工作阐明了这种波形畸变的成因：在不均匀的静磁场中，以半波长间距排布的回折线圈导线所激发的超声波相位各不相同，其叠加波形因此产生畸变。以仿真为基础，推导得到了因磁场不均匀引起的相位偏移计算公式，以标准差为评价标准修正了线圈排布间距，消除了超声信号的时域幅值和频谱纯净度。本文所提方法不需要增加线圈匝数，也不需要复杂的线圈排布组合。在激发500 kHz的瑞利波实验中，修正方法生成的信号对比原始方案实现了178.62%的幅值增强，频谱偏移从6.97%降低到了0.40%，有效性得到了验证。

作者简介：胡正，德国开姆尼茨工业大学获传感与测量技术专业博士学位，加注Summa Cum Laude最高荣誉评级。2022年入职华东理工大学机械与动力工程学院，围绕国家高端装备健康状态监测需求，重点开展有关多源超声传感器件及无损检测系统的研究，发表学术论文30余篇。入选上海市白玉兰人才计划，承担国家自然科学基金项目、国家重大科研仪器研制项目子课题等多项国家/省部级科研项目。

唐一璠

陕西师范大学 讲师

报告题目：级联式球形换能器的设计及其机电特性调控研究

题目摘要：我们提出了一种径向级联球形压电换能器，并推导出其机电等效电路。该结构由三个同心球形金属壳和两个径向极化球形压电陶瓷壳组成。我们研究了球形压电陶瓷壳的厚度和位置对球形压电换能器的影响，并分析了机械损耗、介质损耗和负载机械阻抗对级联球形换能器输入电阻抗的影响。通过改变施加在无源压电陶瓷壳上的电阻、电感和电容实现了对球形换能器的机电特性的调控。理论和数值结果表明，当在压电陶瓷内外壳上施加电阻时，在低电阻值时，共振会伴随着较大的变化，而在高电阻值时，共振会变得几乎恒定。当在外层压电陶瓷壳上施加电感时，通过调节电感，可使换能器的共振频率从72730Hz调整到42928Hz，这表明该型球形压电换能器可实现丰富且有选择性的共振频率区域。当施加在内外压电陶瓷壳上的电容增大时，谐振/反谐振频率降低，而有效机电耦合系数增大。实验验证了所提出的球形换能器的有效性，其结果与模拟结果和理论预测一致。我们的方法将为球形换能器的设计提供新的思路，并可能促进其在水下声学探测、水听器和结构健康监测等多个领域的应用。

作者简介：唐一璠，男，1991年生，理学博士。2020年博士毕业于南京大学物理学院声学专业,2021年8月起在陕西师范大学物理学与信息技术学院从事教学科研工作。主要从事压电陶瓷超声换能器及变幅杆的设计、基于声人工材料精准操控声场及吸声隔声结构等方面研究，目前主要关注圆形及球形压电换能器，高效宽频换能器匹配层及可调压电声学超材料的研究工作。主持国家自然科学基金青年项目、陕西省科学技术基金青年项目、南京大学近代声学教育部重点实验室开放课题，入选西安科协人才托举项目。现为中国声学学会会员，中国声学学会功率超声分会会员。在Phys. Rev. Appl.、J. Acoust. Soc. Am.、Ultrasonics、Ultrason. Sonochem.、Smart Mater. Struct. 及 Appl. Phys. Express等期刊上发表多篇SCI学术论文, 被国内外同行他引50余次。

阚威威

南京理工大学 副教授

报告题目：基于坐标变换的各向异性材料合成孔径成像方法研究

题目摘要：报告将介绍坐标变换方法及其在对各向异性复合材料板超声检测方面的应用。通过分析低频下单向纤维增强薄板中兰姆波的传播特性，发现虽然弹性波不满足坐标变换不变性，在模式转换可忽略的情况下，单一的低阶导波模式和各向异性超构材料中体波有类似的传播特性，通过结合坐标变换和合成孔径聚焦，形成了对纤维增强材料等较强各向异性介质中缺陷的快速成像方法。基于所建立的高空间分辨光纤共路干涉装置，对移动激光源或者空气耦合换能器所激发的声场进行探测与扫查，分析了材料中相应超声模式的传播特性，并验证了上述坐标变换模型的有效性和适用范围。

作者简介：南京理工大学物理学院，主要从事声学各向异性、声散射和探测相关研究，近期工作主要有：通过独立调控材料各向异性参数制备了各向异性声透明介质，应用于抗散射的声操控，并通过定量评价实验结合相关指标研究了这种人工等效介质的性能；针对激光超声特点的提出一种声速映射频域合成孔径聚焦成像方法，可在非理想环境中进行高信噪比检测；建立了具有高空间分辨率且能抗环境干扰的光纤共路干涉的超声探测装置，与移动激光源激发或者空气耦合换能器技术结合，开展了材料参数反演和超声评价相关研究。相关工作发表在Physical Review Applied， Photoacoustics, Applied Physics Letters等期刊上。

尹冠军

陕西师范大学 副研究员

报告题目：声场可视化频域分析及聚焦超声焦点检测

题目摘要：聚焦超声技术是精准超声应用的重要技术基础，其声场分布、焦点位置及强度的准确测量是应用效果的重要保障。尤其是在相关医学应用中，焦点位置和强度信息是医学诊疗应用安全性、有效性的必要保障。目前对声场监测常用的主要方法是依靠声场扫描、核磁共振成像或者温度场成像等技术手段，均难以同时满足实时性、便捷性、有效性等应用需要。基于声传输原理，针对声学效应中不同频率的谐波，我们提出利用检测聚焦声场焦点位置的频率响应反演聚焦声场的焦点信息。本次报告主要汇报课题组在声场频域可视化分析及聚焦超声焦点检测方面的研究工作。主要包括：1) 结合传统声场扫描系统和锁相放大技术，实现基于单次声场扫描的指定频率声场可视化，可分析对比多个谐波的振幅分布；2) 基于探针采集和阵列采集的超声信号，提取其谐波信息，分别利用TDOA算法和全阵列数据图像重建实现超声声场焦点位置估计。

作者简介：尹冠军，男，1991年生，理学博士，副研究员，现就职于陕西师范大学物理学与信息技术学院。主要从事超声声场调控及相关医学超声应用研究，主持国家自然科学基金面上项目、青年项目、中国博士后科学基金面上资助等科研项目，入选“陕西省科协青年人才托举计划”。

雍 鹏

中国科学院声学研究所 副研究员

报告题目：基于全波形反演的高精度声波地球探测方法

题目摘要：全波形反演，一种利用声波探测地球内部的前沿方法，其核心在于将复杂的声学成像问题转化为一个受波动方程约束的数学优化问题。该方法通过迭代波形匹配过程，将层析背景速度建模与偏移阻抗界面成像相结合，从而生成具有连续波数谱的反演结果，实现对地下介质参数的高精度和定量化描述。全波形反演已在油气勘探中展现出显著的应用效果，为精准定位油气资源提供了有力支持，被国际勘探地球物理协会（SEG）誉为地震波成像领域的“圣杯”。此外，这一方法在声波测井、医学超声及无损检测等领域也显示了广阔的应用潜力。尽管全波形反演具有诸多优点，但由于其本质上是一个病态反问题，面临复杂的挑战。波场与介质参数之间的强非线性关系常常导致反演陷入局部最优解。此外，多参数反演中参数之间的耦合作用进一步增加了问题的复杂性。这些困难长期制约了全波形反演技术的进一步发展和应用推广。本报告将探讨如何通过优化反演目标函数、采用先进优化算法以及引入有效正则化策略，来缓解全波形反演的病态特性，推动其实现更高精度和更广泛的应用。

作者简介：雍鹏，入选中国科学院海外青年人才计划，2024年4月加入中科院声学研究所，任副研究员，主要从事固体声学与地球物理交叉学科的研究。2019年-2024年在法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学从事博士后研究，在中国石油大学（华东）获学士学位（2014年）和博士学位（2019年），2016年-2017年在加拿大卡尔加里大学联合培养。主要研究方向为地震波传播与全波形反演成像，重点围绕全波形反演中的强非线性问题、多参数串扰问题以及不确定性分析开展研究。以第一作者在Geophysics, Geophysical Journal International, Journal of Computational Physics, Inverse Problems等勘探地球物理与应用数学专业权威期刊发表SCI论文10篇。

芮小博

天津大学 副研究员

报告题目：复杂结构声源定位技术及其在航天领域的应用

题目摘要：航天飞行器在轨运行时受到空间碎片带、微流星、原子氧的撞击和腐蚀威胁，会导致航天器结构损伤甚至穿孔泄漏，需利用智能技术实时感知并精确定位。本报告总结了团队针对加筋舱壁结构、复合材料承力结构、带洞舷窗结构等多种航天器典型复杂结构的真空泄漏及碰撞声源定位技术。

作者简介：芮小博，天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室副研究员、硕士生导师，精仪学院感知科学与工程系党支部书记/副主任，“第七届中国科协青年人才托举工程”入选者。围绕航天器结构健康声学监检测技术开展研究，承担国家自然科学基金青年基金、博士后面上基金一等资助、国家重点研发计划子课题、省部共建动态测试技术国家重点实验室开放基金及企事业单位委托项目十余项；参与国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、国防科技基础加强计划等多项国家级重大项目；曾获天津市科技进步二等奖、北京市技术发明二等奖、中国仪器仪表学会科学技术奖二等奖等科研奖励。