CN107478325A - 一种非稳态平面声源的自由场还原方法 - Google Patents
一种非稳态平面声源的自由场还原方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107478325A CN107478325A CN201710798515.4A CN201710798515A CN107478325A CN 107478325 A CN107478325 A CN 107478325A CN 201710798515 A CN201710798515 A CN 201710798515A CN 107478325 A CN107478325 A CN 107478325A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- msub
- mrow
- sound
- field
- measurement plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 149
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000005316 response function Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000017105 transposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 22
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000002790 cross-validation Methods 0.000 description 1
- RVRCFVVLDHTFFA-UHFFFAOYSA-N heptasodium;tungsten;nonatriacontahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W] RVRCFVVLDHTFFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000002969 morbid Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明公开了一种非稳态平面声源的自由场还原方法,将两个测量平面上的时域声压信号进行二维空间傅里叶变换获得相应面上各波数处的声压时域波数谱;利用两个测量平面上的声压时域波数谱和已知的声压与声压之间的时域脉冲响应函数,将非稳态向外声场和向内声场分离出来;以目标声源表面反射系数为边界条件,建立非稳态向内声场和散射声场之间的关系,并计算出非稳态散射声场;从分离的非稳态向外声场中去除非稳态散射声场,还原出目标声源自由场条件下在测量平面上辐射的时域声压信号。本发明在时域上实现了非稳态散射声的消除,还原出目标声源自由场条件下在测量平面上辐射的时域声压,为实际声场环境下精确分析目标声源的时变辐射特性和振动特性提供了前处理手段。
Description
技术领域
本发明涉及物理专业中噪声类领域,具体涉及一种非稳态平面声源的自由场还原方法。
背景技术
实际声场环境是非自由场,它不仅包含目标声源的辐射声,而且还会包含来自测量面另一侧的干扰声以及干扰声在目标声源表面产生的散射声。除了干扰声所产生的声场能够影响目标声源辐射的声场外,散射声也能够影响对目标声源辐射声场的准确测量,因此需要一种自由场还原方法将干扰声和散射声的影响从测量结果中消除。
到目前为止,国内外学者已提出多种自由场还原方法:Hu等推导了基于二维空间傅里叶变换的平面近场声全息的完备计算公式,它包含了干扰声和散射声的影响,从而实现了目标声场的准确重建;Hald等和Fernandez-Grande等分别提出了基于双面声压测量和单面声压与振速测量的统计最优近场声全息的自由场还原技术,并分别实现了内空间真实辐射声强的重建和在近似表面刚性边界条件下消除散射声影响;Braikia等提出了基于球面波叠加法的自由场还原技术,并结合镜像原理消除了散射声的影响,实现了小内空间的声场重建;Langrenne等提出了基于边界元法的自由场还原技术,在近似表面刚性边界条件下还原出目标声源自由场条件下的辐射声场;Bi等提出了基于等效源法的自由场还原技术,实现了任意阻抗表面的自由场还原和导纳边界下的腔体内主动声源识别。在上述自由场还原方法中,还原的对象都是稳态声源,无法用于非稳态声源。非稳态声场的还原还需要在时域上消除干扰声和散射声的影响,还原出目标声源随时间变化的声学特性。
为此,Zhang等在2012年提出了基于双面声压测量的时域声场分离方法,在时域和空间域上消除了干扰声源的影响。为了减少计算时间,Bi等在2014年提出了基于声压和加速度测量的实时声场分离方法。为了避免有限差分引起的误差,并提高分离精度,Bi等提出了基于单层声压和振速测量的非稳态声场分离方法。
但是这些时域分离方法仅仅能够去除测量平面另一侧干扰声源产生的非稳态声场,无法消除干扰声在目标声源表面产生的非稳态散射声场。
发明内容
为了消除非稳态散射声场,本发明提供了一种采用双面声压测量的非稳态平面声源的自由场还原方法,以期获得还原非稳态目标声源自由场条件下辐射的非稳态声场的能力,进而为实际声场环境下精确分析目标声源的时变辐射特性和振动特性提供前处理手段。
本发明为解决技术问题采用的技术方案是:
一种非稳态平面声源的自由场还原方法,步骤如下:
步骤1、在目标声源So和干扰声源Sd之间布置相互平行的测量平面H1和测量平面H2;所述的目标声源So和干扰声源Sd均可辐射任意线性非稳态声场信号;以目标声源So为研究对象,将声场分为非稳态向内声场和向外声场,其中非稳态向内声场来源于测量平面另一侧的干扰声源Sd,非稳态向外声场包含目标声源So自由场条件下辐射的非稳态声场和干扰声在目标声源表面产生的非稳态散射声场;建立笛卡尔坐标系o(x,y,z),所述笛卡尔坐标系中的xoy坐标平面平行于测量平面H1,z轴方向垂直于测量平面H1;在所述测量平面H1和测量平面H2上分别均匀分布M个测量网格点,测量平面H1和测量平面H2上的测量网格大小相同,测量平面H1和测量平面H2上测量网格点位置相同;测量平面H1和测量平面H2上的测量网格点坐标分别为(x,y,zH1)和(x,y,zH2);同步采集测量平面H1上各测量网格点(x,y,zH1)处的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和测量平面H2上各测量网格点(x,y,zH2)处的时域声压信号p(x,y,zH2,t);
步骤2、对于测量平面H1和测量平面H2上的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和p(x,y,zH2,t)分别按照式(1)和式(2)进行二维空间傅里叶变换获得测量平面H1和测量平面H2上的声压时域波数谱P(kx,ky,zH1,t)和P(kx,ky,zH2,t):
式(1)和式(2)中,j表示虚数单位;kx、ky分别为x、y方向的波数;
步骤3、构建测量平面H1上声压时域波数谱P(kx,ky,zH1,t)、测量平面H2上声压时域波数谱P(kx,ky,zH2,t)、已知的时域脉冲响应函数G(kx,ky,Δz21,t)和非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t)之间的关系如式(3)所示:
W1(kx,ky,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*W2(kx,ky,t) (3)
式(3)中,
W1(kx,ky,t)=P(kx,ky,zH1,t)*G(kx,ky,Δz21,t)-P(kx,ky,zH2,t) (4)
W2(kx,ky,t)=G(kx,ky,Δz21,t)*G(kx,ky,Δz21,t)-δ(t) (5)
“*”表示两个时间函数的卷积运算,Δz21=zH2-zH1,δ(t)为Dirac函数;
将式(3)中的时间t离散为tn=(n-1)Δt,其中Δt为采样时间间隔,n=1,2,...,N,N为采样点总数,则式(3)的离散形式如式(6)所示:
对于每个波数对(kx,ky),式(6)可以写成式(7)的矩阵形式:
W1=W2Pin (7)
式(7)中,
W1=[W1(kx,ky,t1) W1(kx,ky,t2) … W1(kx,ky,tN)]T (8)
Pin=[Pin(kx,ky,zH2,t1) Pin(kx,ky,zH2,t2) … Pin(kx,ky,zH2,tN)]T (9)
“T”表示矩阵的转置;
式(7)中,W1和W2是已知的,可以通过式(11)奇异值分解求逆解得Pin
Pin=[W2]+W1 (11)
式(11)中,“+”表示矩阵的伪逆;
最终获得非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t);非稳态向外声场在测量平面H1上的声压时域波数谱Pout(kx,ky,zH1,t)按照式(12)计算:
Pout(kx,ky,zH1,t)=P(kx,ky,zH1,t)-Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz21,t) (12)
步骤4、以目标声源So表面反射系数为边界条件,构建非稳态散射声场在测量平面H1上的散射声压时域波数谱Ps(kx,ky,zH1,t)与非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t)之间的关系如式(13)所示:
Ps(kx,ky,zH1,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz20,t)*R(kx,ky,t)*G(kx,ky,Δz10,t) (13)
式(13)中,R(kx,ky,t)为目标声源表面材料的复平面波反射系数时域波数谱,Δz20=zH2-z0,Δz10=zH1-z0,z0表示目标声源So表面所在位置;
将式(12)与式(13)相减,还原出目标声源So自由场条件下在测量平面H1上的声压时域波数谱Pf(kx,ky,zH1,t)如式(14)所示:
步骤5、对于所述声压时域波数谱Pf(kx,ky,zH1,t)按照式(15)进行二维空间傅里叶反变换,还原出每个时刻下目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号pf(x,y,zH1,t);
所述测量平面H1和测量平面H2上各测量网格点的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和p(x,y,zH2,t)是采用声压传感器阵列一次快照测量获得。
所述的目标声源的尺寸相对于声波波长要大,非稳态散射声场影响显著。
所述目标声源和干扰声源辐射的声场为非稳态,在时域内进行还原。
与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
(1)本发明方法直接在时域上进行自由场还原计算。
(2)本发明方法可以进一步消除干扰声在目标声源表面产生的非稳态散射声场,彻底还原出目标声源自由场条件下辐射的非稳态声场,因而更适用于精确分析实际声场环境下目标声源的时变辐射特性和振动特性。
附图说明
图1为本发明非稳态平面声源的自由场还原方法示意图;
图2(a)为本发明方法声源、测量平面位置分布图;
图2(b)为本发明方法测量平面网格划分示意图;
图3(a)为本发明方法测量平面H1上点A处的时域声压信号图;
图3(b)为本发明方法测量平面H1上点B处的时域声压信号图;
图3(c)为本发明方法测量平面H1上点C处的时域声压信号图;
图3(d)为本发明方法测量平面H1上点D处的时域声压信号图;
图4(a)为本发明方法t=4.69ms时刻目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的理论声压场pm;
图4(b)为本发明方法t=6.99ms时刻目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的理论声压场pm;
图4(c)为本发明方法t=4.69ms时刻的混合声压场pc;
图4(d)为本发明方法t=6.99ms时刻的混合声压场pc;
图4(e)为t=4.69ms时刻利用时域声场分离技术分离的声压场pe;
图4(f)为t=6.99ms时刻利用时域声场分离技术分离的声压场pe;
图4(g)为t=4.69ms时刻采用本发明方法还原的声压场pr;
图4(h)为t=6.99ms时刻采用本发明方法还原的声压场pr;
图5为测量平面H1上本发明方法和时域声场分离技术的相位评价因子T1值和幅值评价因子T2值。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
本发明一种非稳态平面声源的自由场还原方法,其特征是在目标声源和干扰声源之间布置两个测量平面,同步采集两测量平面上各网格点处的时域声压信号;将两个测量平面上的时域声压信号进行二维空间傅里叶变换获得相应面上各波数处的声压时域波数谱;然后利用两个测量平面上的声压时域波数谱和已知的声压与声压之间的时域脉冲响应函数,将非稳态向外声场(包含目标声源自由场条件下辐射的非稳态声场和干扰声在目标声源表面产生的非稳态散射声场)和向内声场(测量面另一侧干扰声源辐射的非稳态声场)分离出来;再以目标声源表面反射系数为边界条件,建立非稳态向内声场和散射声场之间的关系,从而计算出非稳态散射声场;最后从分离的向外声场中去除非稳态散射声场,从而彻底还原出目标声源自由场条件下在测量平面上辐射的时域声压信号。本发明方法直接在时域上实现了非稳态散射声的消除,进一步还原出目标声源自由场条件下在测量平面上辐射的时域声压,可为实际声场环境下精确分析目标声源的时变辐射特性和振动特性提供前处理手段。
参见图1,按如下步骤还原出目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号:
步骤1、按如图1所示,在目标声源So和干扰声源Sd之间布置相互平行的测量平面H1和测量平面H2;所述的目标声源So和干扰声源Sd均可辐射任意线性非稳态声场信号;以目标声源So为研究对象,将声场分为非稳态向内声场和向外声场,其中非稳态向内声场来源于测量平面另一侧的干扰声源Sd,非稳态向外声场包含目标声源So自由场条件下辐射的非稳态声场和干扰声在目标声源表面产生的非稳态散射声场;建立笛卡尔坐标系o(x,y,z),所述笛卡尔坐标系中的xoy坐标平面平行于测量平面H1,z轴方向垂直于测量平面H1;在所述测量平面H1和测量平面H2上都均匀分布M个测量网格点,测量平面H1和测量平面H2上的测量网格大小相同,测量平面H1和测量平面H2上的测量网格点位置相同;测量平面H1和测量平面H2上的测量网格点坐标分别为(x,y,zH1)和(x,y,zH2);根据声波叠加原理,t时刻测量平面H1上各测量网格点(x,y,zH1)处的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和测量平面H2上各测量网格点(x,y,zH2)处的时域声压信号p(x,y,zH2,t)可以表示为:
p(x,y,zH1,t)=pout(x,y,zH1,t)+pin(x,y,zH1,t) (16)
p(x,y,zH2,t)=pout(x,y,zH2,t)+pin(x,y,zH2,t) (17)
式(16)和(17)中,
pout(x,y,zH1,t)=pf(x,y,zH1,t)+ps(x,y,zH1,t) (18)
pout(x,y,zH2,t)=pf(x,y,zH2,t)+ps(x,y,zH2,t) (19)
pout(x,y,zH1,t)和pout(x,y,zH2,t)表示非稳态向外声场分别在测量平面H1和H2上测量网格点(x,y,zH1)和(x,y,zH2)处的时域声压,pin(x,y,zH1,t)和pin(x,y,zH2,t)分别表示干扰声源Sd在测量平面H1和H2上测量网格点(x,y,zH1)和(x,y,zH2)处辐射的时域声压,pf(x,y,zH1,t)和pf(x,y,zH2,t)表示目标声源So自由场条件下分别在测量平面H1和H2上测量网格点(x,y,zH1)和(x,y,zH2)处辐射的时域声压,下表“s”表示干扰声在目标声源So表面产生的非稳态散射声场,ps(x,y,zH1,t)和ps(x,y,zH2,t)分别表示在测量平面H1和H2上测量网格点(x,y,zH1)和(x,y,zH2)处的时域散射声压;
定义函数f(x,y,z,t)关于x、y的二维空间傅里叶变换为:
式(20)中,F(kx,ky,z,t)表示f(x,y,z,t)的时域波数谱,kx、ky分别为x、y方向的波数;
对式(16)和(17)进行关于x、y的二维空间傅里叶变换,则得到测量平面H1上各测量网格点(x,y,zH1)处的声压时域波数谱P(kx,ky,zH1,t)和测量平面H2上各测量网格点(x,y,zH2)处的声压时域波数谱P(kx,ky,zH2,t)
P(kx,ky,zH1,t)=Pf(kx,ky,zH1,t)+Ps(kx,ky,zH1,t)+Pin(kx,ky,zH1,t) (21)
P(kx,ky,zH2,t)=Pf(kx,ky,zH2,t)+Ps(kx,ky,zH2,t)+Pin(kx,ky,zH2,t) (22)
式(21)和(22)中,Pf(kx,ky,zH1,t)和Pf(kx,ky,zH2,t)表示目标声源So自由场条件下分别在测量平面H1和H2上的声压时域波数谱,Pin(kx,ky,zH1,t)和Pin(kx,ky,zH2,t)分别表示非稳态向内声场在测量平面H1和H2上的声压时域波数谱,Ps(kx,ky,zH1,t)和Ps(kx,ky,zH2,t)分别表示在测量平面H1和H2上的散射声压时域波数谱;
步骤2、由声压在时域波数域的关系可知:
Pf(kx,ky,zH2,t)=Pf(kx,ky,zH1,t)*G(kx,ky,Δz21,t) (23)
Ps(kx,ky,zH2,t)=Ps(kx,ky,zH1,t)*G(kx,ky,Δz21,t) (24)
Pin(kx,ky,zH1,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz21,t) (25)
其中,“*”表示两个时间函数的卷积运算,Δz21=zH2-zH1,G(kx,ky,Δz21,t)为声压与声压之间的时域脉冲响应函数,其表达式为:
式(26)中,c为声音的传播速度,J1为阶数为1的第一类贝塞尔函数,δ(t)为Dirac函数,H(t)为Heaviside函数;
将式(25)代入式(21)中得到:
P(kx,ky,zH1,t)=Pf(kx,ky,zH1,t)+Ps(kx,ky,zH1,t)+Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz21,t) (27)
将式(27)两边分别与时域脉冲响应函数G(kx,ky,Δz21,t)进行卷积,则得到:
将式(23)和(24)代入式(28)中得到:
将式(29)与式(22)相减可进一步得到:
定义
W1(kx,ky,t)=P(kx,ky,zH1,t)*G(kx,ky,Δz21,t)-P(kx,ky,zH2,t) (31)
W2(kx,ky,t)=G(kx,ky,Δz21,t)*G(kx,ky,Δz21,t)-δ(t) (32)
则式(30)可以进一步表示为:
W1(kx,ky,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*W2(kx,ky,t) (33)
将式(33)中的时间t离散为tn=(n-1)Δt,其中Δt为采样时间间隔,n=1,2,...,N,N为采样点总数,式(33)的离散形式如式(34)所示:
对于每个波数对(kx,ky),式(34)可以写成式(35)的矩阵形式:
W1=W2Pin (35)
式(35)中,
W1=[W1(kx,ky,t1) W1(kx,ky,t2) … W1(kx,ky,tN)]T (36)
Pin=[Pin(kx,ky,zH2,t1) Pin(kx,ky,zH2,t2) … Pin(kx,ky,zH2,tN)]T (37)
“T”表示矩阵的转置;
式(35)中,W1和W2是已知的,可以通过式(39)奇异值分解求逆解得Pin
Pin=[W2]+W1 (39)
式(39)中,“+”表示矩阵的伪逆;
由于求解声压时域波数谱Pin的过程一般是病态的,因此为了获得合适的解,在每对波数的求解公式(39)中需要采用标准Tikhonov正则化技术,其中正则化参数可以通过广义交叉验证方法来选取。最终获得非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t);
步骤3、由声压在时域波数域的关系可知:
Ps(kx,ky,zH1,t)=Ps(kx,ky,z0,t)*G(kx,ky,Δz10,t) (40)
Pin(kx,ky,z0,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz20,t) (41)
式(40)和(41)中,z0表示目标声源So所在平面在z轴上的位置,Δz10=zH1-z0;Δz20=zH2-z0,G(kx,ky,Δz10,t)和G(kx,ky,Δz20,t)为声压与声压之间的时域脉冲响应函数,其表达式分别为:
由于散射声是干扰声在目标声源表面作用产生的,将目标声源So表面反射系数作为边界条件,构建目标声源表面上的散射声压时域波数谱Ps(kx,ky,z0,t)与非稳态向内声场在目标声源So表面的声压时域波数谱Pin(kx,ky,z0,t)之间的关系如式(44)所示:
Ps(kx,ky,z0,t)=Pin(kx,ky,z0,t)*R(kx,ky,t) (44)
式(44),R(kx,ky,t)为目标声源表面材料的复平面波的反射系数时域波数谱。
将式(41)代入式(44)中得到:
Ps(kx,ky,z0,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz20,t)*R(kx,ky,t) (45)
将式(45)代入式(40)中得到:
Ps(kx,ky,zH1,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz20,t)*R(kx,ky,t)*G(kx,ky,Δz10,t) (46)
将式(46)代入式(27)中得到:
将式(47)中Pf(kx,ky,zH1,t)往等式左边移,P(kx,ky,zH1,t)往等式右边移,则可以获得目标声源So自由场条件下在测量平面H1上的声压时域波数谱Pf(kx,ky,zH1,t)的还原公式:
式(48)中,Pin(kx,ky,zH2,t)是通过步骤2求解获得;
步骤4、对还原的声压时域波数谱Pf(kx,ky,zH1,t)按照式(49)进行二维空间傅里叶反变换,最终获得每个时刻下目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号pf(x,y,zH1,t)
所述测量平面H1和测量平面H2上各测量网格点的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和p(x,y,zH2,t)是采用声压传感器阵列一次快照测量获得。目标声源的尺寸相对于声波波长要大,非稳态散射声场影响显著。所述目标声源和干扰声源辐射的声场为非稳态,在时域内进行还原。
方法的检验:
在测量平面H1和测量平面H2的一侧布置大尺寸平面声源作为目标声源So,在另一侧布置点源作为干扰声源Sd。采用本发明方法将目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号还原出来,并与其理论的时域声压信号进行比较。
本实施例中,选取半径0.2m的固定在无限大障板上的圆形活塞为目标声源So,活塞产生一个高斯调制正弦脉冲信号,其表达式为:
式(50)中,频率f1=1000Hz。
选取一个点源作为干扰声源Sd,其辐射信号的表达式为:
s(t)=0.2sin(2πf2t)e-100t (51)
式(51)中,频率f2=800Hz。
目标声源So、干扰声源Sd、测量平面H1和H2在笛卡尔坐标系o(x,y,z)中的位置关系如图2(a)所示,目标声源So的圆形活塞中心位于(0.35m,0.35m,0m)处,干扰声源Sd位于(0.4m,0.45m,0.1m)处,目标声源So所在平面为z0=0m,测量平面H1和H2分别位于zH1=0.04m和zH2=0.06m。测量平面H1和H2上均匀分布15×15个测量点,相邻点在x和y方向上的间隔都是0.05m,如图2(b)所示。时域信号采样频率为25.6kHz,采样点数为256。仿真中,固定在无限大障板上的圆形活塞所产生的理论时域声压通过脉冲响应法计算获得,同时假设目标声源So表面为刚性,因此干扰声源Sd在目标声源表面产生的时域散射声压可以利用镜像原理计算获得,刚性特性使得表面反射系数时域波数谱R(kx,ky,t)取为δ(t)。
为检验本发明方法在时域内的声场还原效果,在测量平面H1上选取了四个测量点,即测量点A、测量点B、测量点C和测量点D,其位置分别为A(0.2m,0.7m,0.04m)、B(0.1m,0.5m,0.04m)、C(0.65m,0.2m,0.04m)和D(0.35m,0.05m,0.04m)。图3(a)、图3(b)、图3(c)和图3(d)分别对应测量点A、测量点B、测量点C和测量点D,图中曲线a表示目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的理论时域声压信号,图中曲线b表示包含目标声源So、干扰声源Sd和干扰声在目标声源表面产生的散射声辐射的混合时域声压信号,图中曲线c表示利用时域分离技术分离的时域声压信号,图中曲线d表示采用本发明方法还原的时域声压信号。比较图中的曲线a和曲线b可以看出,干扰声源Sd和散射声对目标声源So在测量平面H1上辐射的时域声压信号造成了较大的干扰;比较曲线a和曲线c可以看出,利用时域声场分离技术仅能够消除干扰声源Sd的影响,无法消除散射声的影响;比较曲线a和曲线d可以看出,采用本发明方法可以进一步很好地消除散射声的影响,从而彻底地还原出目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号。
为检验本发明方法在空间域上的声场还原效果,选取了两个时刻t=4.69ms和t=6.99ms。图4(a)和图4(e)分别为4.69ms和6.99ms时刻目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的理论声压场pm,图4(b)和图4(f)分别为4.69ms和6.99ms时刻的混合声压场pc(包含目标声源So、干扰声源Sd和干扰声在目标声源表面产生的散射声所辐射的声压场),图4(c)和图4(g)分别为4.69ms和6.99ms时刻利用时域声场分离技术分离的声压场pe,图4(d)和图4(h)分别为4.69ms和6.99ms时刻采用本发明方法还原的声压场pr。比较图4(a)和图4(b)、图4(e)和图4(f)可以看出,干扰声源Sd和散射声对目标声源So自由场条件下在测量平面H1上的声压空间分布造成了严重的改变;比较图4(a)和图4(c)、图4(e)和图4(g)可以看出,利用时域声场分离技术仅能够去除干扰声源Sd对目标声源声压空间分布的改变,也表明散射声的影响不可以忽略;比较图4(a)和图4(d)、图4(e)和图4(h)可以看出,采用本发明方法可以进一步消除散射声对目标声源声压空间分布的改变,从而彻底还原出每个时刻目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的声压场。
为了量化评价本发明方法的还原效果,相位评价因子T1和幅值评价因子T2被引入,其分别定义为:
式(52)和(53)中,pm(x,y,z,t)表示目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的理论时域声压信号,pD(x,y,z,t)表示利用时域声场分离技术分离的时域声压信号或采用本发明方法还原的时域声压信号,<>表示求平均值。评价因子T1是用来衡量目标声源自由场条件下辐射的理论声压值和分离声压值或还原声压值之间的相位误差,当T1的值越靠近1时,相位误差越小。评价因子T2是用来衡量目标声源自由场条件下辐射的理论声压值和分离声压值或还原声压值之间的幅值误差,当T2的值越靠近0时,幅值误差越小。运用式(52)和(53)分别计算了时域声场分离技术和本发明方法在测量平面H1上各测量点处的T1和T2值。在图5中,曲线a表示本发明方法在各测量点处的T1值,曲线b表示本发明方法在各测量点处的T2值,曲线c表示时域声场分离技术在各测量点处的T1值,曲线d表示时域声场分离技术在各测量点处的T2值。参见图5中曲线c和曲线d,可以看出利用时域声场分离技术分离的声压值与理论声压值存在较大的差别,主要因为时域声场分离技术无法消除非稳态散射声的影响。参见图5中曲线a和曲线b,可以看出在大多数测量点处,T1值都大于0.9,T2值小于0.15,表明本发明方法还原声压值和理论声压值吻合地很好,本发明方法可以有效地消除非稳态散射声的影响。
上述实施例表明,采用本发明方法不仅可以消除来自测量面另一侧干扰声源的影响,而且可以进一步消除非稳态散射声的影响,从而彻底还原出目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的,而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改,均应涵盖在本发明的范围之内。
Claims (4)
1.一种非稳态平面声源的自由场还原方法,其特征在于,包括如下步骤;
步骤1、在目标声源So和干扰声源Sd之间布置相互平行的测量平面H1和测量平面H2;所述的目标声源So和干扰声源Sd均可辐射任意线性非稳态声场信号;以目标声源So为研究对象,将声场分为非稳态向内声场和向外声场,其中非稳态向内声场来源于测量平面另一侧的干扰声源Sd,非稳态向外声场包含目标声源So自由场条件下辐射的非稳态声场和干扰声在目标声源表面产生的非稳态散射声场;建立笛卡尔坐标系o(x,y,z),所述笛卡尔坐标系中的xoy坐标平面平行于测量平面H1,z轴方向垂直于测量平面H1;在所述测量平面H1和测量平面H2上分别均匀分布M个测量网格点,测量平面H1和测量平面H2上的测量网格大小相同,测量平面H1和测量平面H2上测量网格点位置相同;测量平面H1和测量平面H2上的测量网格点坐标分别为(x,y,zH1)和(x,y,zH2);同步采集测量平面H1上各测量网格点(x,y,zH1)处的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和测量平面H2上各测量网格点(x,y,zH2)处的时域声压信号p(x,y,zH2,t);
步骤2、对于测量平面H1和测量平面H2上的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和p(x,y,zH2,t)分别按照式(1)和式(2)进行二维空间傅里叶变换获得测量平面H1和测量平面H2上的声压时域波数谱P(kx,ky,zH1,t)和P(kx,ky,zH2,t):
<mrow>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&infin;</mi>
</mrow>
<mi>&infin;</mi>
</msubsup>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&infin;</mi>
</mrow>
<mi>&infin;</mi>
</msubsup>
<mi>p</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</msup>
<mi>d</mi>
<mi>x</mi>
<mi>d</mi>
<mi>y</mi>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&infin;</mi>
</mrow>
<mi>&infin;</mi>
</msubsup>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&infin;</mi>
</mrow>
<mi>&infin;</mi>
</msubsup>
<mi>p</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</msup>
<mi>d</mi>
<mi>x</mi>
<mi>d</mi>
<mi>y</mi>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式(1)和式(2)中,j表示虚数单位;kx、ky分别为x、y方向的波数;
步骤3、构建测量平面H1上声压时域波数谱P(kx,ky,zH1,t)、测量平面H2上声压时域波数谱P(kx,ky,zH2,t)、已知的时域脉冲响应函数G(kx,ky,Δz21,t)和非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t)之间的关系如式(3)所示:
W1(kx,ky,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*W2(kx,ky,t) (3)
式(3)中,
W1(kx,ky,t)=P(kx,ky,zH1,t)*G(kx,ky,Δz21,t)-P(kx,ky,zH2,t) (4)
W2(kx,ky,t)=G(kx,ky,Δz21,t)*G(kx,ky,Δz21,t)-δ(t) (5)
“*”表示两个时间函数的卷积运算,Δz21=zH2-zH1,δ(t)为Dirac函数;
将式(3)中的时间t离散为tn=(n-1)Δt,其中Δt为采样时间间隔,n=1,2,...,N,N为采样点总数,则式(3)的离散形式如式(6)所示:
<mrow>
<mi>W</mi>
<mn>1</mn>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>t</mi>
<mi>n</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>t</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>W</mi>
<mn>2</mn>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>t</mi>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
<mo>-</mo>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
对于每个波数对(kx,ky),式(6)可以写成式(7)的矩阵形式:
W1=W2Pin (7)
式(7)中,
W1=[W1(kx,ky,t1) W1(kx,ky,t2) … W1(kx,ky,tN)]T (8)
Pin=[Pin(kx,ky,zH2,t1) Pin(kx,ky,zH2,t2) … Pin(kx,ky,zH2,tN)]T (9)
“T”表示矩阵的转置;
式(7)中,W1和W2是已知的,可以通过式(11)奇异值分解求逆解得Pin
Pin=[W2]+W1 (11)
式(11)中,“+”表示矩阵的伪逆;
最终获得非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t);非稳态向外声场在测量平面H1上的声压时域波数谱Pout(kx,ky,zH1,t)按照式(12)计算:
Pout(kx,ky,zH1,t)=P(kx,ky,zH1,t)-Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz21,t) (12)
步骤4、以目标声源So表面反射系数为边界条件,构建非稳态散射声场在测量平面H1上的散射声压时域波数谱Ps(kx,ky,zH1,t)与非稳态向内声场在测量平面H2上的声压时域波数谱Pin(kx,ky,zH2,t)之间的关系如式(13)所示:
Ps(kx,ky,zH1,t)=Pin(kx,ky,zH2,t)*G(kx,ky,Δz20,t)*R(kx,ky,t)*G(kx,ky,Δz10,t) (13)
式(13)中,R(kx,ky,t)为目标声源表面材料的复平面波反射系数时域波数谱,Δz20=zH2-z0,Δz10=zH1-z0,z0表示目标声源So表面所在位置;
将式(12)与式(13)相减,还原出目标声源So自由场条件下在测量平面H1上的声压时域波数谱Pf(kx,ky,zH1,t)如式(14)所示:
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>f</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>-</mo>
<mo>{</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>*</mo>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mo>&lsqb;</mo>
<mi>G</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>&Delta;z</mi>
<mn>20</mn>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>*</mo>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>*</mo>
<mi>G</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>&Delta;z</mi>
<mn>10</mn>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<mi>G</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>&Delta;z</mi>
<mn>21</mn>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>&rsqb;</mo>
<mo>}</mo>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>14</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
步骤5、对于所述声压时域波数谱Pf(kx,ky,zH1,t)按照式(15)进行二维空间傅里叶反变换,还原出每个时刻下目标声源So自由场条件下在测量平面H1上辐射的时域声压信号pf(x,y,zH1,t);
<mrow>
<msub>
<mi>p</mi>
<mi>f</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mfrac>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&infin;</mi>
</mrow>
<mi>&infin;</mi>
</msubsup>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>&infin;</mi>
</mrow>
<mi>&infin;</mi>
</msubsup>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>f</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>z</mi>
<mrow>
<mi>H</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mi>y</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</msup>
<msub>
<mi>dk</mi>
<mi>x</mi>
</msub>
<msub>
<mi>dk</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>15</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>.</mo>
</mrow>
2.根据权利要求1所述的非稳态平面声源的自由场还原方法,其特征在于:所述测量平面H1和测量平面H2上各测量网格点的时域声压信号p(x,y,zH1,t)和p(x,y,zH2,t)是采用声压传感器阵列一次快照测量获得。
3.根据权利要求1所述的非稳态平面声源的自由场还原方法,其特征在于:所述的目标声源的尺寸相对于声波波长要大,非稳态散射声场影响显著。
4.根据权利要求1所述的非稳态平面声源的自由场还原方法,其特征在于:所述目标声源和干扰声源辐射的声场为非稳态,在时域内进行还原。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710798515.4A CN107478325B (zh) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | 一种非稳态平面声源的自由场还原方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710798515.4A CN107478325B (zh) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | 一种非稳态平面声源的自由场还原方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107478325A true CN107478325A (zh) | 2017-12-15 |
CN107478325B CN107478325B (zh) | 2019-07-26 |
Family
ID=60583564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710798515.4A Active CN107478325B (zh) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | 一种非稳态平面声源的自由场还原方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107478325B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109326296A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-12 | 东南大学 | 一种非自由场条件下的散射声有源控制方法 |
CN109444861A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-08 | 哈尔滨工程大学 | 一种平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准测量方法 |
CN109798975A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-24 | 安徽大学 | 一种采用声压和质点加速度测量的非稳态平面声源的自由场实时还原方法 |
CN109883532A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种声源识别与声场预报方法 |
CN110487393A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 安徽大学 | 采用单面声压和质点振速测量的非稳态自由场还原方法 |
CN111537058A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于Helmholtz方程最小二乘法的声场分离方法 |
CN112505751A (zh) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 球面波ps反射系数计算方法及*** |
CN113432703A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-24 | 大连海事大学 | 一种还原具有任意外形的稳态声源自由辐射声场的方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1952627A (zh) * | 2006-10-27 | 2007-04-25 | 合肥工业大学 | 一种声场分离方法 |
US20070189546A1 (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-16 | Omron Corporation | Method of extracting, device for extracting and device for inspecting abnormal sound |
CN101566496A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-10-28 | 合肥工业大学 | 采用双面振速测量和等效源法分离声场的方法 |
CN101566495A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-10-28 | 合肥工业大学 | 采用双面振速测量和二维空间傅立叶变换法分离声场的方法 |
CN102183298A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-09-14 | 浙江工业大学 | 不规则单全息声压测量面分离非自由声场的方法 |
CN102494755A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 合肥工业大学 | 一种非稳态声场分离方法 |
CN102901559A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法 |
CN103217214A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-07-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法 |
CN103267571A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-28 | 合肥工业大学 | 采用单面声压和振速测量的实时声场分离方法 |
CN103592022A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-19 | 合肥工业大学 | 采用声压和质点加速度测量的实时声场分离方法 |
CN103941229A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-07-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种局部近场声全息法的移动噪声源识别方法 |
-
2017
- 2017-09-07 CN CN201710798515.4A patent/CN107478325B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070189546A1 (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-16 | Omron Corporation | Method of extracting, device for extracting and device for inspecting abnormal sound |
CN1952627A (zh) * | 2006-10-27 | 2007-04-25 | 合肥工业大学 | 一种声场分离方法 |
CN101566496A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-10-28 | 合肥工业大学 | 采用双面振速测量和等效源法分离声场的方法 |
CN101566495A (zh) * | 2009-06-05 | 2009-10-28 | 合肥工业大学 | 采用双面振速测量和二维空间傅立叶变换法分离声场的方法 |
CN102183298A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-09-14 | 浙江工业大学 | 不规则单全息声压测量面分离非自由声场的方法 |
CN102494755A (zh) * | 2011-12-06 | 2012-06-13 | 合肥工业大学 | 一种非稳态声场分离方法 |
CN102901559A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法 |
CN103217214A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-07-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法 |
CN103267571A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-28 | 合肥工业大学 | 采用单面声压和振速测量的实时声场分离方法 |
CN103592022A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-02-19 | 合肥工业大学 | 采用声压和质点加速度测量的实时声场分离方法 |
CN103941229A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-07-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种局部近场声全息法的移动噪声源识别方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
HALD J 等: ""Time domain acoustic holography"", 《IN PROCEEDING OF INTER-NOISE》 * |
THOMAS J.H 等: ""Real time nearfiled acoustical holography for continuously visualizing nonstationary acoustic field"", 《JOURNAL OF THE ACOUSTIC SOCIETY OF AMERICA》 * |
张小正: ""瞬态近场声全息理论和实验研究"", 《中国优秀博士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109326296A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-12 | 东南大学 | 一种非自由场条件下的散射声有源控制方法 |
CN109326296B (zh) * | 2018-10-25 | 2022-03-18 | 东南大学 | 一种非自由场条件下的散射声有源控制方法 |
CN109444861A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-08 | 哈尔滨工程大学 | 一种平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准测量方法 |
CN109798975A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-24 | 安徽大学 | 一种采用声压和质点加速度测量的非稳态平面声源的自由场实时还原方法 |
CN109883532A (zh) * | 2019-03-14 | 2019-06-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种声源识别与声场预报方法 |
CN109883532B (zh) * | 2019-03-14 | 2021-04-30 | 哈尔滨工程大学 | 一种声源识别与声场预报方法 |
CN110487393A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 安徽大学 | 采用单面声压和质点振速测量的非稳态自由场还原方法 |
CN112505751A (zh) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 球面波ps反射系数计算方法及*** |
CN111537058A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于Helmholtz方程最小二乘法的声场分离方法 |
CN113432703A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-24 | 大连海事大学 | 一种还原具有任意外形的稳态声源自由辐射声场的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107478325B (zh) | 2019-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107478325A (zh) | 一种非稳态平面声源的自由场还原方法 | |
Potthast | A study on orthogonality sampling | |
CN103267571B (zh) | 采用单面声压和振速测量的实时声场分离方法 | |
JP5496192B2 (ja) | 音響場を再構成するための方法 | |
CN103592022B (zh) | 采用声压和质点加速度测量的实时声场分离方法 | |
CN110487393A (zh) | 采用单面声压和质点振速测量的非稳态自由场还原方法 | |
CN102121847B (zh) | 一种瞬态声场重建方法 | |
CN103743469B (zh) | 压电水声换能器声辐射模态测量方法及*** | |
CN101413824B (zh) | 一种基于随机传声器阵列的运动物体声场测量方法 | |
CN109444861B (zh) | 一种平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准测量方法 | |
CN104596636B (zh) | 声场分离方法 | |
Luo et al. | Near-field acoustic holography with three-dimensional scanning measurements | |
CN109764956B (zh) | 一种基于组合优化正则化方法的近场声全息方法 | |
Zhang et al. | Reconstruction of nonstationary sound fields based on the time domain plane wave superposition method | |
CN109798975A (zh) | 一种采用声压和质点加速度测量的非稳态平面声源的自由场实时还原方法 | |
CN109375198B (zh) | 一种低频声呐阵阻抗特性校准方法 | |
CN106644859A (zh) | 一种扫频式超声波聚焦式泥沙粒径分布在线测量方法 | |
CN103217214A (zh) | 一种采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法 | |
Ping et al. | Wideband holography based spherical equivalent source method with rigid spherical arrays | |
CN109238444A (zh) | 一种采用稀疏测量的声场分离方法 | |
CN110263762A (zh) | 一种基于输出的半潜式海洋平台能量传递路径分析方法 | |
Zhang et al. | Separation of nonstationary sound fields in the time-wavenumber domain | |
Dolmatov et al. | Frequency-domain imaging algorithm for ultrasonic testing by application of matrix phased arrays | |
Yu et al. | Passive sound detection of the helicopter in the far-field with a spectral coherence decomposition method | |
Dong et al. | Real-time nearfield acoustic holography in a uniformly moving medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |