【摘 要】
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对于水下运动目标产生的噪声,利用传统测量手段很难确定噪声源的位置。近场声全息技术是一种非常有效的噪声源识别、定位和声场可视化技术。以边界元技术为基础,建立适用于任
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对于水下运动目标产生的噪声,利用传统测量手段很难确定噪声源的位置。近场声全息技术是一种非常有效的噪声源识别、定位和声场可视化技术。以边界元技术为基础,建立适用于任意形状的运动声源声场重建的声全息方法,对运动噪声源识别研究很有工程实用价值。首先对适用于任意形状的结构声源重建的边界元声全息做了理论验证。随后分析了重建结果对测量误差的敏感性,并仿真验证了采用奇异值截断滤波法和Tikhonov正则化可稳定重建过程,抑制测量误差。在此基础上,仿真讨论了边界元法声全息应用中各参数对全息结果的影响。接着本文推导了基于移动框架技术的运动声全息原理。即目标运动时,由水听器接收到的多普勒时域信号可得到全息声压的空间信号。因而,边界元声全息所需的双平面声全息数据可由两条静止的线阵获得。另外,本文对运动速度大小、速度测量误差等参数对反演误差的影响进行了理论分析,并给出了相位修正公式。仿真结果表明:当马赫数小于0.1时,算法误差非常小,可忽略;声场重建误差随速度测量误差的增大而增大。针对实际工况,本文还提出了半自由空间下运动结构的边界元全息声场重建公式。并以一带半球帽圆柱壳为结构模型,结合边界元声全息、移动框架技术以及半空间处理方法进行了声场全息重建数值仿真研究,验证了所提出方法的有效性。最后,在半消声水池进行了试验研究,利用本文提出的算法进行了结构的噪声源定位、声场重建实验研究,与理论结果吻合得很好,进一步证明了该方法的可行性。
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