加州理工學院科研課題

大型禮堂中的聲學效應

課題簡介

建筑聲學主要研究如何在室內獲得良好的聲學效果（音質）,如何在建筑環境中避免噪音的干擾和危害（環境噪聲控制）以及如何提高聲學效果、控制噪聲過程中所需要考慮的各種建筑材料、構造、空間特性。中國建成著名的北京天壇皇穹宇，正殿和配殿都被一堵圓形回音壁環繞，墻高3.72米，直徑61.5米，周長193.2米。可使微弱的聲音沿壁傳播一二百米。站立于皇穹宇第一塊石板上擊掌，可聽到回音一聲；于第二塊石板上擊掌，可聽到回音兩聲；于第三塊石板上擊掌，可聽到回音三聲。

建筑聲學是研究建筑環境中聲音的傳播，聲音的評價和控制的學科，是建筑物理的組成部分。建筑聲學作為建筑技術學科的一個分支，一方面要研究在室內如何保證一個很好的聲響效果，另一方面要求降低和控制噪音，在當下越來越收到人們的重視。

本課題將通過計算機模擬來研究大型禮堂中的聲學效應，將聲學的研究置入到一個實體建筑中，用激勵響應和快速傅里葉變化的方法評價禮堂結構對聲場的影響。

 

科研方法

AI+X數據驅動型科研

AI＋X數據驅動型科研是指使用人工智能（AI）算法，收集、處理、分析具體學科（X）的海量數據，并基于此進行預測，從而獲得科學發現的研究方法。與傳統的、基于實驗或邏輯推理的研究方式相比，AI＋X數據驅動型科研可以借助AI算法強大的運算能力，高效地進行大數據分析，具有投入產出比高、適用范圍廣的優點。

AI＋X數據驅動型科研已被廣泛地應用于各個領域，利用AI算法研究基因數據，從而進行早期的癌癥篩查便是其中一例。基因組與癌癥病患的數據千千萬萬，使用傳統的科研方式對其進行分析，工程量大、過程繁瑣，在客觀上難以實現。但借助AI算法這一便捷的工具，生命科學家便能夠以海量的患者的遺傳信息為基礎，建立數據庫，與過往的研究成果進行對照，快速、準確地在兩者中發現規律、建立聯系，從而使癌癥診斷的“標準化”成為可能。

 

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授課導師

加州理工學院 博士

研究方向為電子工程，光學；

多次以第一作者身份在optics express等重要期刊上發表學術論文；

 

課題要求

本課題適合： 9-12 年級學生，有較強的邏輯思維和抽象思維能力

英文：
1、具備基本的學術英語閱讀能力；
2、接觸過英文寫作，有論文寫作經驗者更佳；

數學：
1、偏微分方程
2、微積分

計算機：
1、計算機模擬
2、計算機繪圖