非近轴近似多高斯声束模型的相控阵换能器声场计算 被引量：24

1

作者 赵新玉 刚铁 张碧星 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期475-480,共6页

针对近轴近似的多高斯声束模型无法准确计算离轴区域声场的问题,我们提出了一个矩形源的非近轴近似多高斯声束模型,用于计算偏转聚焦时线性相控阵换能器辐射的声场。利用该方法计算了由矩形阵元组成的相控线阵的辐射声场,并与瑞利积分... 针对近轴近似的多高斯声束模型无法准确计算离轴区域声场的问题,我们提出了一个矩形源的非近轴近似多高斯声束模型,用于计算偏转聚焦时线性相控阵换能器辐射的声场。利用该方法计算了由矩形阵元组成的相控线阵的辐射声场,并与瑞利积分、近轴近似方法及夫琅和费近似方法进行了分析和对比,计算结果表明该方法克服了常规近轴近似条件的限制,可以准确、快速地计算较大偏转范围内的换能器辐射声场,在计算相控阵换能器偏转聚焦声场中具有独特的优势。 展开更多

关键词 声场计算 近轴近似 换能器 相控阵 模型 声束 高斯 辐射声场

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井孔声场计算中的黎曼叶选择 被引量：11

2

作者 胡恒山 马俊 王克协 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 1999年第4期66-70,共5页

针对耗散介质地层模型和双相介质地层模型，给出频率-波数域井孔声场函数Φ1(r,ω，k）在k实轴上满足辐射条件的单值定义，确定在积分围道上和围道内Φ1(r，ω,k)所在的黎曼叶．同时，澄清了首波分析中的一些概念．

关键词 声波测井 耗散介质 黎曼叶 测井 井孔 声场计算

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收发分置目标强度的计算及前向散射信号的分离 被引量：13

3

作者 马黎黎 王仁乾 项海格 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期481-489,共9页

研究时域有限差分(FDTD)法计算收发分置弹性目标散射声场的有效性,和实验测量中从直达与散射干涉信号中分离目标前向散射信号的方法。将FDTD法应用于三维声场计算,分别计算了平顶圆柱、球顶圆柱、球锥顶圆柱和扁长回转椭球等几种不同形... 研究时域有限差分(FDTD)法计算收发分置弹性目标散射声场的有效性,和实验测量中从直达与散射干涉信号中分离目标前向散射信号的方法。将FDTD法应用于三维声场计算,分别计算了平顶圆柱、球顶圆柱、球锥顶圆柱和扁长回转椭球等几种不同形状的弹性体散射近场空间分布,再用近远场变换方法获取远场目标强度空间分布。模拟结果表明:目标强度的空间指向性是受声波入射方向、无量纲波数kL(k-波数,L-目标特征尺度)、目标形状、材料等影响;在本文所计算的几种不同形状目标的尺度和kL取值范围内,计算得到的收发分置目标强度空间分布均有显著的前向散射与镜反射特征。计算结果得到解析解和实验结果的印证,从而表明了FDTD法计算收发分置目标散射场的有效性。对接收信号采用相关处理方法,能有效地分离出目标前向散射信号,表明对于收发分置目标散射声强的测量,这是一种简单有效的分离目标前向散射信号的方法。 展开更多

关键词 前向散射信号 声场计算 收发分置 目标强度 时域有限差分(FDTD)法 分离 FDTD法 目标散射场

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基于波叠加原理的辐射声场的计算研究 被引量：12

4

作者 向阳 Gary H. Koopmann 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2005年第1期1-4,共4页

描述了用波叠加原理来计算任意形状的辐射体的辐射声场的方法 ,即用叠加来代替 K irch-hoff- Helm holtz积分的方法 .给定辐射体表面的振动速度就可求解辐射源的强度 ,进而求解辐射体表面的声压和辐射的声功率 .文中对刚性球面上振动活... 描述了用波叠加原理来计算任意形状的辐射体的辐射声场的方法 ,即用叠加来代替 K irch-hoff- Helm holtz积分的方法 .给定辐射体表面的振动速度就可求解辐射源的强度 ,进而求解辐射体表面的声压和辐射的声功率 .文中对刚性球面上振动活塞源和脉动球源的辐射问题进行了求解 ,并将之与分析 (解析 )解进行了对比 ,结果表明用该方法进行计算时 ,可以用简单的数字方法产生矩阵元素 ,从而提高计算速度 ,结果的精度高 ,并能克服边界元法声场计算内在的奇异性问题 . 展开更多

关键词 波叠加 声场计算 声辐射

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复议室内稳态声场公式 被引量：9

5

作者 马大猷 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期385-388,共4页

对室内稳态声场问题进行了复议。证明摩尔斯简正波公式不是室内声场的严格解,推导方法有误。严格理论应该既包含波动方程的自由空间解（直达声）也包含驻波解（混响声场）,后者由所有反射波组成室内可容许的波型（简正波解）。

关键词 室内稳态声场公式 声场计算 波动方程 自由空间解 驻波解 像声源

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射线模型Bellhop的并行化处理 被引量：9

6

作者 张朝金 孙炳文 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-7,共7页

射线模型是声场计算时常用的模型之一,为了使射线模型Bellhop实现对声场的快速计算,该文基于Bellhop传播模型的C++版本BellhopC开发了并行化射线模型BellhopMP。在并行的处理过程中,结合高斯射线理论,利用多线程技术,建立稳定可靠的并... 射线模型是声场计算时常用的模型之一,为了使射线模型Bellhop实现对声场的快速计算,该文基于Bellhop传播模型的C++版本BellhopC开发了并行化射线模型BellhopMP。在并行的处理过程中,结合高斯射线理论,利用多线程技术,建立稳定可靠的并行模型,实现快速声场预报。文章通过仿真实验验证了该模型计算声场的准确性,并通过典型海洋波导下的声传播问题对其并行计算性能进行了测试。结果表明使用BellhopMP能够大幅度提高计算速度,有效解决深海远程等长时间声场计算问题,并且串行所需的计算时间越长,并行效率越高。 展开更多

关键词 高斯射线 声场计算 Bellhop 并行效率

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阵元间互辐射对基阵指向性的影响研究及试验 被引量：9

7

作者 李道江 陈航 倪云鹿 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期319-323,共5页

针对常规基阵指向性图计算并未考虑阵元间互辐射阻抗影响这一不足,修正了常规基阵指向性图计算公式。将阵元间的互辐射阻抗引入到水声基阵的辐射声场计算中,并依据叠加原理得到包含阵元间互辐射阻抗的基阵指向性图计算修正公式。15元均... 针对常规基阵指向性图计算并未考虑阵元间互辐射阻抗影响这一不足,修正了常规基阵指向性图计算公式。将阵元间的互辐射阻抗引入到水声基阵的辐射声场计算中,并依据叠加原理得到包含阵元间互辐射阻抗的基阵指向性图计算修正公式。15元均匀线列阵和5×5均匀平面阵的计算机仿真和消声水池试验结果表明,该修正公式相比于常规公式更能反映基阵指向性图的真实情况。 展开更多

关键词 水声基阵 辐射阻抗 指向性图 水池试验 阵元 均匀线列阵 声场计算 修正公式

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典型海底条件下抛物方程声场计算方法的缩比实验验证 被引量：8

8

作者 祝捍皓 朴胜春 +2 位作者 张海刚 刘伟 安旭东 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期532-537,共6页

为验证抛物方程近似方法在声场计算中的正确性,进行了模拟弹性海底的声传播测量实验.实验中利用质地均匀的聚氯乙烯(PVC)板模拟弹性海底,在消声水池中分别测量了水平和倾斜时海底下的声传播损失.理论研究中,应用抛物方程方法及在其基础... 为验证抛物方程近似方法在声场计算中的正确性,进行了模拟弹性海底的声传播测量实验.实验中利用质地均匀的聚氯乙烯(PVC)板模拟弹性海底,在消声水池中分别测量了水平和倾斜时海底下的声传播损失.理论研究中,应用抛物方程方法及在其基础上发展的坐标映射抛物方程方法仿真计算了2种实验环境下的声传播损失曲线.实验结果表明,仿真计算结果与实测结果吻合较好,充分验证了所研究计算方法的正确性. 展开更多

关键词 抛物方程 缩比实验 弹性海底 声场计算

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矩形表面波探头声场的高斯声束叠加法 被引量：6

9

作者 段晓敏 赵新玉 孙华飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期208-213,共6页

利用矩形压电晶片和有机玻璃楔块折射可激励出超声表面波,广泛用于固体近表面缺陷检测和材料特性测量.由于描述表面波三维声场的理论方法还鲜有报道,因而主要采用简化的表面波二维声场模型来定量分析这类问题.高斯声束模型近些年被广泛... 利用矩形压电晶片和有机玻璃楔块折射可激励出超声表面波,广泛用于固体近表面缺陷检测和材料特性测量.由于描述表面波三维声场的理论方法还鲜有报道,因而主要采用简化的表面波二维声场模型来定量分析这类问题.高斯声束模型近些年被广泛应用于解决超声体波传播的各种复杂问题,然而,目前还没有将其扩展应用到超声表面波的声场的计算中.通过结合表面波格林方程和矩形换能器的高斯声束模型,推导出基于高斯声束叠加的表面波三维声场解析解.进一步,将该方法与点源叠加的数值解进行了分析比较,计算结果表明表面波声场的高斯声束叠加方法在具有较好计算精度的同时,还具有更快的计算效率. 展开更多

关键词 超声表面波 高斯声束模型 声场计算 点源叠加

原文传递

二维浅海波导中声场边界处理的谱无限元方法

10

作者 曹伟浩 程广利 刘宝 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期49-55,共7页

针对传统无限元法在截断声场边界上计算精度低的问题,提出了一种基于GR (Gauss-Radau)插值的谱无限元法,以高精度处理无限远边界对声场计算的影响。首先,采用映射函数构建从自然坐标系到笛卡尔坐标系的节点转换函数,获得两种坐标系之间... 针对传统无限元法在截断声场边界上计算精度低的问题,提出了一种基于GR (Gauss-Radau)插值的谱无限元法,以高精度处理无限远边界对声场计算的影响。首先,采用映射函数构建从自然坐标系到笛卡尔坐标系的节点转换函数,获得两种坐标系之间的映射雅克比矩阵;然后,利用基于GR插值的形函数,模拟单元节点的声压,结合映射雅克比矩阵,对二维声场波动方程进行变分处理,推导了无限单元对应的积分表达式,用于模拟实际浅海波导环境下无限远处的声传播。与基于镜像法的解析解和传统无限元法结果的对比表明:所提方法结果与解析解一致性高,相对误差约为1%,验证了该方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 二维浅海波导 谱无限元 Gauss-Radau插值 边界处理 声场计算

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体积速度匹配分布源边界点法的特解源位置优化方法研究 被引量：6

11

作者 吴绍维 向阳 李胜杨 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期381-390,共10页

在分布源边界点法中,选择特解源及特解源位置对声场计算的精度具有很大的影响。为减小声场计算的误差,提出了一种确定特解源位置的优化方法。在该方法中,采用三极子作为特解源,以1%体积速度相对误差对结构声辐射计算的上限频率进行预测... 在分布源边界点法中,选择特解源及特解源位置对声场计算的精度具有很大的影响。为减小声场计算的误差,提出了一种确定特解源位置的优化方法。在该方法中,采用三极子作为特解源,以1%体积速度相对误差对结构声辐射计算的上限频率进行预测,然后在计算上限频率范围内通过体积速度匹配搜索,得到体积速度相对误差最小意义下的特解源优化位置,在该优化位置处构造声压与表面体积速度之间的传递矩阵来计算声场,以减小计算误差。数值仿真结果表明:在求取的计算上限频率范围内,特解源处于优化位置时,计算误差得以显著减小。当振速测量存在一定误差时,采用该方法仍可将计算误差控制在5%以内。 展开更多

关键词 位置优化 体积速度 边界点法 速度匹配 分布源 特解 声场计算 相对误差

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格子玻尔兹曼方法对不同张角聚焦声束的建模 被引量：5

12

作者 马致遥 单锋 章东 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期217-223,共7页

高强度聚焦超声（HIFU）是一种新型的无创治疗肿瘤新技术,其中换能器声场数值计算能够为HIFU治疗提供重要的依据。传统非线性KZK和SBE模型广泛应用于换能器声场数值计算,但依然存在某些不足。我们采用一种介观尺度的新型流体力学方法,... 高强度聚焦超声（HIFU）是一种新型的无创治疗肿瘤新技术,其中换能器声场数值计算能够为HIFU治疗提供重要的依据。传统非线性KZK和SBE模型广泛应用于换能器声场数值计算,但依然存在某些不足。我们采用一种介观尺度的新型流体力学方法,即格子Boltzmann方法（LBM）,基于2维9离散速度（D2Q9）格子构建了轴对称多弛豫参数LBM模型,并通过调节弛豫参数分析其对模型的影响;利用该模型对两个具有不同张角的球面聚焦换能器的声场进行数值模拟,并与KZK和SBE模型的计算结果进行比较。结果表明LBM模型能够很好地描述超声波的激发和传播机制,从流体力学的角度描述聚焦声场的分布,具有清晰的物理意义,且计算过程不受换能器张角的限制,在换能器声场的理论分析和模拟计算及其在HIFU治疗中的应用有着积极的意义。 展开更多

关键词 聚焦换能器 声场计算 LBM 模型计算

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一种基于双引导声源和warping变换的拷贝声场计算方法 被引量：5

13

作者 姚美娟 鹿力成 +1 位作者 马力 郭圣明 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期73-80,共8页

提出了在均匀浅海环境中只知道少量环境参数的情况下，利用不同距离上的两枚引导声源和warping变换的拷贝声场计算方法。这种方法主要基于简正波估计技术，从声场衰减信息和相位信息两个方向来重构拷贝声场，从而与目标声场匹配进行定... 提出了在均匀浅海环境中只知道少量环境参数的情况下，利用不同距离上的两枚引导声源和warping变换的拷贝声场计算方法。这种方法主要基于简正波估计技术，从声场衰减信息和相位信息两个方向来重构拷贝声场，从而与目标声场匹配进行定位。其优点在于能避免传统的匹配场定位技术中拷贝场计算时对环境模型和环境参数的依赖。在简正波估计技术中采用warping变换的处理方式，数值仿真主要采用线性Bartlett匹配处理器分析了目标定位效果，在信噪比高于10-15dB的情况下，定位效果良好。 展开更多

关键词 WARPING 声场计算 双引导 拷贝 声源 定位技术 环境参数 相位信息

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基于高阶交错网格有限差分法的海洋声场计算 被引量：4

14

作者 孟路稳 程广利 +1 位作者 张明敏 尚建华 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2017年第6期55-59,共5页

为更好地认识和解释海洋声场的传播规律,基于数值计算的方法对声场的传播过程进行了模拟,给出了二维理想流体介质中的一阶声波方程,推导出相应的高阶交错网格有限差分格式,以及海水自由界面和完全匹配层吸收边界条件(PML)公式,并采用通... 为更好地认识和解释海洋声场的传播规律,基于数值计算的方法对声场的传播过程进行了模拟,给出了二维理想流体介质中的一阶声波方程,推导出相应的高阶交错网格有限差分格式,以及海水自由界面和完全匹配层吸收边界条件(PML)公式,并采用通量校正传输方法(FCT)压制数值色散。通过对海洋声场计算,验证了所采用的自由界面条件、吸收边界条件、FCT,以及声场模拟的正确性。 展开更多

关键词 声场计算 交错网格 高阶有限差分 PML FCT

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声场波数积分截断波数自适应选取方法

15

作者 李承帮 江鹏飞 +2 位作者 孙军平 衣雪娟 林建恒 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第4期533-540,共8页

在采用波数积分法进行声场计算的过程中,需要选取合适的积分截断波数,文章提出一种应用于流体介质中宽带声场波数积分计算的截断波数自适应选取方法。首先根据波数域格林函数的衰减特性构造一个数学模型,然后利用卡尔曼滤波器对该数学... 在采用波数积分法进行声场计算的过程中,需要选取合适的积分截断波数,文章提出一种应用于流体介质中宽带声场波数积分计算的截断波数自适应选取方法。首先根据波数域格林函数的衰减特性构造一个数学模型,然后利用卡尔曼滤波器对该数学模型的拟合参数进行跟踪和预测,最后根据预测的模型参数计算截断波数。仿真试验结果表明,该方法实现了给定精确度下的积分截断波数自适应选取,能够克服现有方法不能兼顾低频段精确度和高频段计算量的问题,并且不会引入太多额外的计算量。 展开更多

关键词 声场计算 波数积分 自适应 截断波数 海洋声学

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起落架舱声场激励下的客舱地板减振设计研究 被引量：3

16

作者 李鹏 李凯翔 +1 位作者 马君峰 潘凯 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期137-142,259,共7页

某型机在飞行过程中,起落架舱上方的客舱地板振动比较剧烈。本文首先对起落架舱的内部声场进行了计算,获得了舱内的非定常流场脉动信息以及舱内壁面的噪声频谱信息,此声场激励引发了气密地板的模态振动,导致气密地板和客舱地板振动比较... 某型机在飞行过程中,起落架舱上方的客舱地板振动比较剧烈。本文首先对起落架舱的内部声场进行了计算,获得了舱内的非定常流场脉动信息以及舱内壁面的噪声频谱信息,此声场激励引发了气密地板的模态振动,导致气密地板和客舱地板振动比较剧烈;然后针对客舱地板的振动过度区域进行了减振隔振设计,并基于全机动力学有限元模型进行了仿真验证,优选了一套减振设计方案,使得客舱地板的振动响应水平明显下降,表明减振措施是合理有效的。 展开更多

关键词 起落架舱 声场计算 减振设计

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消声水池声场的仿真计算 被引量：1

17

作者 陈亚林 杨坤德 马远良 《声学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期132-136,共5页

消声水池的声场计算对消声水池尺寸的确定和所敷设的吸声材料参数的选择十分重要。利用虚源方法建立了消声水池声场计算的声场模型,该模型考虑了二次反射、吸声系数随入射角变化、有指向性声源等多种情况。利用声场模型对水池的声场进... 消声水池的声场计算对消声水池尺寸的确定和所敷设的吸声材料参数的选择十分重要。利用虚源方法建立了消声水池声场计算的声场模型,该模型考虑了二次反射、吸声系数随入射角变化、有指向性声源等多种情况。利用声场模型对水池的声场进行了计算,分别考虑了点声源、吸声系数随入射角变化、二次反射和指向性声源等情况。通过对不同条件下消声水池声场的计算仿真,分析了不同因素对水池自由场的影响,得到了具有一定应用价值的结论。 展开更多

关键词 消声水池 吸声系数 自由场 声场计算 仿真计算 指向性声源 二次反射 场模型 材料参数 计算仿真

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水平变化波导中的全局矩阵耦合简正波方法 被引量：2

18

作者 杨春梅 骆文于 张仁和 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期465-474,共10页

提出了一种新的水平变化波导中声场的耦合简正波求解方法,该方法能够处理二维点源和线源问题,提供声场的双向解。该方法利用全局矩阵(DGM)一次性求解耦合模式的系数,消除了传播矩阵递推求解中存在的误差累积问题;此外,改善了现有模型中... 提出了一种新的水平变化波导中声场的耦合简正波求解方法,该方法能够处理二维点源和线源问题,提供声场的双向解。该方法利用全局矩阵(DGM)一次性求解耦合模式的系数,消除了传播矩阵递推求解中存在的误差累积问题;此外,改善了现有模型中对距离函数的归一化方法,从而避免了泄露模式指数增长导致的数值溢出问题。本文还给出了绝对软海底理想波导中耦合矩阵的闭合表达式,并分析了单个阶梯下简正波耦合现象。此外,本文还计算了理想楔形波导中的声传播问题(ASA标准问题),并与解析解及COUPLE07计算结果进行了比较,结果表明该方法是一种稳定、精确的水平变化波导中的声场计算方法。 展开更多

关键词 楔形波导 水平变化 耦合模式 全局矩阵 简正波 声场计算 求解方法 计算结果

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室内声场无网格数值算法性能影响因素分析 被引量：2

19

作者 王海涛 曾向阳 陈玲 《应用声学》 CSCD 北大核心 2011年第6期435-442,共8页

基于室内无网格数值算法的理论和实验研究,本文进一步利用控制变量法,结合计算效率对影响计算精度的因素进行了全面分析,包括节点、高斯点的分布方式及其密度,以及构造无网格形函数过程中的基函数类型、权函数类型,并通过对一类基准问... 基于室内无网格数值算法的理论和实验研究,本文进一步利用控制变量法,结合计算效率对影响计算精度的因素进行了全面分析,包括节点、高斯点的分布方式及其密度,以及构造无网格形函数过程中的基函数类型、权函数类型,并通过对一类基准问题的大量数据实验获得了适用于小尺度封闭空间的最佳支持域半径范围。基于有关结论对一个实际机舱进行了建模分析,将声压级计算值与测量值对比,验证了这些结论的正确性。 展开更多

关键词 无网格法 小尺度封闭空间 声场计算 精度影响因素 支持域半径

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宽频带封闭空间声场声模态的仿真研究

20

作者 王峰林 李明章 +2 位作者 刘占山 王芝秋 张志华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期30-33,共4页

讨论了简谐激励矩形封闭空间声场声模态分析的基本原理，提出了宽频率范围激励空间声场声压的声模态分析计算理论方法采用C＋＋语言编制了矩形空间声场频率特性分析和声模态形态的仿真软件，首次给出了空间声场声模态的形态仿真，通过... 讨论了简谐激励矩形封闭空间声场声模态分析的基本原理，提出了宽频率范围激励空间声场声压的声模态分析计算理论方法采用C＋＋语言编制了矩形空间声场频率特性分析和声模态形态的仿真软件，首次给出了空间声场声模态的形态仿真，通过计算机声模态仿真和声模态实验结果的对比验证了提出的计算方法的正确性。 展开更多

关键词 声场计算 宽频带激励 封闭空间声模态 仿真

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