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文檔簡介
1、近場聲全息(NAH)技術(shù)是一種先進(jìn)的噪聲源識別定位和聲場可視化技術(shù)。該技術(shù)通過在靠近聲源的近場區(qū)域測量聲場,可以重建獲得聲源表面以及整個三維聲場的聲學(xué)信息,從而為機(jī)電產(chǎn)品的低噪聲設(shè)計(jì)、聲質(zhì)量設(shè)計(jì)以及噪聲控制提供可靠依據(jù)。但是NAH技術(shù)要求測量必須在自由聲場環(huán)境下進(jìn)行,而實(shí)際的聲場環(huán)境比較復(fù)雜,比如測量面背側(cè)有干擾聲源或反射體,噪聲源接近地面,噪聲源處于封閉空間內(nèi),或者聲場由多個不相干聲源輻射產(chǎn)生等。這些聲場可以看成是由多個聲源(目標(biāo)聲源
2、、干擾聲源、地面反射、壁面反射等)產(chǎn)生的聲場的疊加,這些聲源之間可能是完全相干的也可能不是完全相干的。在這種實(shí)際環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)聲源重建的前提是消除目標(biāo)聲源以外其它所有聲源的影響。
本文充分利用等效源法(ESM)、寬帶聲全息技術(shù)(BAHIM)、聲場分離技術(shù)和質(zhì)點(diǎn)振速傳感器,針對多種情況研究了多源相干/不相干聲場的分離與重建。針對半空間聲場,提出基于ESM的半空間NAH方法,提高了半空間聲場的重建精度,且該方法不再依賴于反射面的
3、阻抗特性;針對封閉空間內(nèi)聲場,建立基于ESM的雙面patch NAH技術(shù)模型,同時解決了測量孔徑限制問題和內(nèi)壁反射問題;針對非完全相干聲場,提出基于質(zhì)點(diǎn)振速參考的部分場分解方法,提高了部分場分解的精度;提出基于三維聲強(qiáng)探頭的三維BAHIM技術(shù),在不需要參考信號的前提下,實(shí)現(xiàn)全息面兩側(cè)聲場的分離,而且該技術(shù)不受聲場相干性的限制。具體研究內(nèi)容如下:
第一章從多個方面回顧了NAH技術(shù)的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,并探討了其中仍存在的問題和不
4、足,在此基礎(chǔ)上確定了本論文的研究內(nèi)容。
第二章提出兩種基于ESM的半空間NAH方法,一種將精確的半空間格林函數(shù)引入常規(guī)的基于ESM的NAH技術(shù),另一種將邊界面造成的反射聲用一系列簡單源替代。通過數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了兩種方法的有效性,還根據(jù)反射面的阻抗特性,對兩種方法的適用范圍進(jìn)行了研究。
第三章將聲場分離技術(shù)和patch NAH技術(shù)結(jié)合起來,建立基于ESM的雙面patch NAH技術(shù)模型,并分析了該技術(shù)在聲場分離
5、和聲場重建過程中的誤差敏感性。數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該技術(shù)可以有效消除干擾源或反射聲的影響,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)聲源的局部重建。
第四章提出基于質(zhì)點(diǎn)振速參考的部分場分解方法,并通過數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了該方法的有效性,以及與聲壓參考相比的優(yōu)越性。同時,還研究了質(zhì)點(diǎn)振速參考的位置和方向?qū)Σ糠謭龇纸饩鹊挠绊?。另外,提出一種基于NAH的質(zhì)點(diǎn)振速傳感器靈敏度測量方法,基于該方法對一維和三維p-u聲強(qiáng)探頭的靈敏度進(jìn)行了測量,并與參考值進(jìn)行了對
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