[發明專利]一種基于單面測量和局部聲全息法的分離聲場方法

有效

• 申請號: 201210374317.2
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102901559A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 楊德森;胡博;時勝國;李思純;洪連進;方爾正;張攬月;莫士奇;朱中銳;時潔
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于單面測量和局部聲全息法的分離聲場方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）獲取測量面上聲壓和法向質點振速：由第一聲源和第二聲源構成的被測聲場中，在位于兩個聲源之間的測量面上呈網格式分布有測量點，相鄰網格點之間的距離小于半個波長，通過獲取各網格點處的聲壓幅值和相位信息獲得測量面上的聲壓，通過獲取各網格點處的法向質點振速幅值和相位信息獲得測量面上的法向質點振速；

（2）對位于兩個聲源之間的測量面進行補零擴展，獲取擴展測量面，對測量面上的聲壓和法向質點振速進行補零擴展，得到擴展測量面上的聲壓和法向質點振速；

（3）獲取擴展測量面與兩個聲源表面即聲源面之間的傳遞矩陣；

（4）建立測量面上聲壓和法向質點振速之間的傳遞關系；

（5）獲取第一聲源面和第二聲源面上的聲壓和法向質點振速。

2.根據權利要求1所述的一種基于單面測量和局部聲全息法的分離聲場方法，其特征在于，

所述獲取擴展測量面上的聲壓為：pE(M+1)=pM(M)(x,y)∈M0(x,y)∉M,]]>擴展測量面上法向質點振速為：vE(M+)=vM(M)(x,y)∈M0(x,y)∉M,]]>其中p_M(M)為測量面上的聲壓、v_M(M)為測量面上的法向質點振速，（x,y,z）為三維笛卡爾坐標，測量面與（x,y）坐標面平行，測量面的法向為z方向；

所述傳遞矩陣W1=DBkcF-1G1F,]]>W2=DBkcF-1G2F,]]>W3=DBkcF-1G3F,]]>其中G1=ejkzd,]]>G2=kzejkzd/ρck,]]>G3=ρckejkzd/kz,]]>Bkc=F-1LkcF,]]>kz=k2-kx2-ky2kx2+ky2≤k2-jkx2+ky2-k2kx2+ky2>k2,]]>D＝diag[D₁₁,…,D_NN]、Dii=1(x,y)∈M0(x,y)∉M,]]>Lkc=diag[L11,...,LNN],]]>Lii=1kx2+ky2<kc0kx2+ky2>kc,]]>W₁為擴展測量面上法向質點振速與聲源面上法向質點振速之間的傳遞矩陣、W₂為擴展測量面上法向質點振速與聲源面上聲壓之間的傳遞矩陣、W₃為擴展測量面聲壓與聲源面上法向質點振速之間的傳遞矩陣、G₁為擴展測量面上法向質點振速與聲源面上法向質點振速的格林函數、G₂為擴展測量面上法向質點振速與聲源面上聲壓的格林函數、G₃為擴展測量面上聲壓與聲源面上法向質點振速的格林函數、為波數域內帶限算子、F為二維空間傅里葉變換因子、F^-1為二維空間傅里葉變換因子的逆變換、為低通濾波器、L_ii為矩陣中對角線上的值、k_c為截止波數、ρ為介質密度、c為介質中聲速、k為波數、d為測量面與聲源面間的距離、第一聲源面和第二聲源面分別與（x,y）坐標面平行，兩個聲源面的法向為z方向；

所述測量面上聲壓和法向質點振速之間的傳遞關系為：p_M(M)＝p₁+p₂、v_M(M)＝v₁+v₂，其中p₁為第一聲源在測量面上所輻射的聲壓、p₂為第二聲源在測量面所輻射的聲壓、v₁為第一聲源在測量面上所輻射的法向質點振速、v₂為第二聲源在測量面上所輻射的法向質點振速；

所述第一聲源面和第二聲源面上的聲壓和法向質點振速為：

p10=12((αI+W1HW1)-1W1HpE(M+)+(αI+W2HW2)-1W2HvE(M+)),]]>

p20=12((αI+W1HW1)-1W1HpE(M+)-(αI+W2HW2)-1W2HvE(M+)),]]>

v10=12((αI+W3HW3)-1W3HpE(M+)+(αI+W1HW1)-1W1HvE(M+)),]]>

v20=12((αI+W3HW3)-1W3HpE(M+)-(αI+W1HW1)-1W1HvE(M+)),]]>

其中，p₁₀為第一聲源面上的聲壓、p₂₀為第二聲源面上的聲壓、v₁₀為第一聲源面上的法向質點振速、v₂₀為第二聲源面上的法向質點振速、α為正則化參數、I為單位對角矩陣、W₁^H為W₁的共軛轉置矩陣、(αI+W₁^HW₁)^-1為矩陣(αI+W₁^HW₁)的逆矩陣。