利用声成像技术识别噪声源方法研究

论文摘要

声全息方法是一种重要的声成像技术,是识别噪声源的一种有效方法。它是利用声场空间一区域己知的声场特性来预报另一区域声场特性的方法。本文对基于近场声全息的声源识别方法进行了理论研究、数值仿真和湖试数据处理分析。验证了基于质点振速重构、基于声压重构和基于声强重构三种方法对于定位和识别噪声源都是很有效的方法。论文从辐射声场的基本关系式入手,通过平面近场声全息的基本原理分别对基于声压重构、振速重构、声强重构的平面近场声全息进行了理论分析。由BAHIM技术的基本原理出发,推导了柱面内BAHIM应用的计算公式。推导了全息重构公式在有限空间范围上的离散表达式,给出了误差抑制措施。在理论分析的基础上,通过计算机编制程序分别对基于声压重构、振速重构的平面近场声全息进行了仿真分析,并对重建结果进行了比较分析。对基于声强的平面、柱面近场声全息进行了仿真验证,分析了相位误差并提出了误差抑制措施,验证了BAHIM技术用于识别声源的可行性和有效性。论文还对松花湖实验进行了数据处理和结果分析。通过对实验数据的处理,考核了NAH技术在声源重构及定位应用中的可行性和有效性,在复杂条件下,对仿真结论进行了验证,处理结果表明仿真得到的结论是正确的,验证了利用声成像技术识别噪声源方法的可行性和有效性。初步探讨了平面声全息和柱面声全息技术,为将来的研究工作打下了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景及意义
• 1.2 近场声全息技术的研究近况
• 1.2.1 全息面复声压测量方法研究
• 1.2.2 全息重建算法研究
• 1.2.3 全息误差理论研究
• 1.2.4 应用声全息技术对运动声源的研究
• 1.3 声全息技术的问题
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 声全息理论分析
• 2.1 辐射声场的基本关系式
• 2.2 平面近场声全息基本原理
• 2.3 平面近场声全息理论分析
• 2.3.1 基于声压重构的平面近场声全息理论分析
• 2.3.2 基于振速重构的平面近场声全息理论分析
• 2.3.3 基于声强测量的平面近场声全息理论分析
• 2.4 柱面近场声全息理论分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 声全息仿真分析
• 3.1 基于声压的近场平面声全息的仿真分析
• 3.2 基于质点振速的近场平面声全息的仿真分析
• 3.3 基于声强的近场平面声全息的仿真分析
• 3.3.1 仿真验证
• 3.3.2 相位重构误差及其抑制措施
• 3.4 基于声强的近场柱面声全息的仿真分析
• 3.4.1 仿真验证及应用
• 3.4.2 相位重构误差及其抑制措施
• 3.5 本章小结
• 第4章 声全息实验分析
• 4.1 实验设计
• 4.1.1 实验系统简介
• 4.1.2 水听器校准测试
• 4.1.3 实验参数与工况
• 4.2 实验分析
• 4.2.1 实验预处理
• 4.2.2 基于声压测量的重构结果与分析
• 4.2.3 基于声强测量的重构结果与分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢