[發明專利]一種基于互易定理的汽車低音單元最優布放方法

在審

• 申請號: 202011078778.6
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112214838A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 趙尚;林志斌
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;H04R1/32;G06F17/15
• 代理公司: 江蘇德善律師事務所 32488
• 代理人: 何紅梅

1.一種基于互易定理的低頻單元布放方法，其特征在于，由汽車的近似長方體的腔體、CAD圖和3D掃描圖導入后，建立有限元模型；確定汽車主駕駛座椅的頭枕前10cm處為優化位置，計算低頻揚聲器與優化位置處的加速度-聲壓傳遞函數，再以傳遞函數計算標準差，衡量平坦度；從而得到布放低頻單元的最佳位置；

其中，將汽車內部的物理性質由表面阻抗表達，低頻揚聲器由剛性活塞或近似點聲源表達。

2.根據權利要求1所述的基于互易定理的低頻單元布放方法，其特征在于，包括如下步驟：

在汽車內部標記三個區域，單極點源(1)、揚聲器布放備選區域(2)、揚聲器選擇最優位置(3)，

S1:輸入幾何模型

由包括近似長方體的腔體、CAD圖和3D掃描圖三種汽車模型的有限元模型建立幾何模型，將汽車內部的物理性質的表面描述為法向聲阻抗Z_S；

S2:阻抗邊界

有限元模型內的任意一點仿真計算得到的聲壓，將該點處后得到的頭枕前10cm處的聲壓，一次仿真計算中可得到所有聲源布放位置下的傳遞函數，并用標準差衡量其平坦程度；

S3:聲源參數的傳遞函數標準差

單極點源(1)設置在主駕駛位置，將單極點源(1)設置在距離主駕駛位置的頭枕正中心10cm處，即預計的駕駛員聽音位置，低頻揚聲器為加速度源，所述單極點源(1)的體積流量和頻率成反比，設置為f是單極點源的頻率；

依據實際布放條件選定低頻揚聲器布放備選區域(2)，設置間隔為2.5cm的幾何點，得到空間域的聲壓分布，低頻揚聲器布放備選區域(2)中接收點的聲壓級隨頻率變化的曲線；

S4：計算有限元的空間聲場的分布模態的曲線

空間中一點頻響曲線的峰谷值由空間模態決定，計算聲壓級曲線的標準差用以衡量頻響曲線的平坦程度，

S5：依據互易定理，得到低頻單元布放的最優位置(3)為標準差最小值所對應的位置，該布放位置的聲源與駕駛員處的傳遞函數受峰谷點的影響最小，傳遞揚聲器本身的頻響特性。

3.根據權利要求2所述的基于互易定理的低頻單元布放方法，其特征在于，所述法向聲阻抗Z_S的公式：

其中，p是位于邊界處的聲壓，v_n是邊界上的法向速度。

4.根據權利要求2所述的基于互易定理的低頻單元布放方法，其特征在于，建立球坐標系下，依據聲學的互易定理的公式為

其中，V表示聲場所在空間，q_i(r)表示第i個聲源在r處的體積流量，P_i(r)表示第i個聲源在r處輻射的聲壓。

5.一種計算機存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1～4任一所述方法的步驟。