[發明專利]一種基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法

有效

• 申請號: 202011352340.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112926231B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 肖妍;董磊;李金鳳;商德江;劉竹青;孫超;劉月嬋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 范欣

1.一種基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：建立有限空間中的近場聲全息測量模型，獲取聲源在有限空間中測量面的聲壓振速信息：

步驟二：配置虛擬源個數與虛擬源位置；

步驟三：建立有限空間中單極子點源的近場聲全息測量模型，獲取各個單極子點源在有限空間中測量面的聲壓振速；

步驟四；求解有限空間中格林函數；

步驟五：已知結構聲源測量面上的聲壓振速信息，通過上步求解出的傳遞關系，可求解出結構內部等效源源強；

步驟六：通過求解出的等效源源強計算結構在自由場中的聲壓信息。

2.如權利要求1所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，步驟一中結合待分析的結構模型以及邊界條件，建立結構聲源模型，并進行網格劃分，采用單全息測量面，按照一個波長內不小于6個點的規則，采用自由剖分四面體網格進行網格劃分。

3.如權利要求1所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，步驟二通過步驟一中建立的結構模型，在結構內部配置N個單極子點源，單極子點源坐標位置與數量根據實際情況進行改變。

4.如權利要求1所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，步驟三結合待分析的模型以及邊界條件，建立N個單極子點聲源模型，并進行網格劃分，采用單全息測量面，按照一個波長內不小于6個點的規則，采用自由剖分四面體網格進行網格劃分。

5.如權利要求1所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，步驟四通過有限元軟件分別建立N個有限空間中單極子點源模型，每個單極子點源的位置由步驟二中點源位置確定。

6.如權利要求5所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，設定第1個位置上的單極子點源Q₁的源強度為q，測量點個數為M，通過有限元計算可以獲得測量點處的聲壓值，已知單極子點源源強度和測量點處的聲壓值，則可求出有限空間中單極子點源Q₁與測量點之間的格林函數G₁；

設定第2個位置上的單極子點源Q₂的源強度為q，測量點個數為M，通過有限元計算可以獲得測量點處的聲壓值，已知單極子點源源強度和測量點處的聲壓值，則可求出有限空間中單極子點源Q₂與測量點之間的格林函數G₂；

設定第3個位置上的單極子點源Q₃的源強度為q，測量點個數為M，通過有限元計算可以獲得測量點處的聲壓值，已知單極子點源源強度和測量點處的聲壓值，則可求出有限空間中單極子點源Q₃與測量點之間的格林函數G₃；

設定第N個位置上的單極子點源Q_N的源強度為q，測量點個數為M，通過有限元計算可以獲得測量點處的聲壓值，已知單極子點源源強度和測量點處的聲壓值，則可求出有限空間中單極子點源Q_N與測量點之間的格林函數G_N。

7.如權利要求1所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，步驟五通過步驟一中得到的測量面聲壓數據以及步驟四中求解出的格林函數，可求解出結構內部等效源源強。

8.如權利要求1所述的基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，其特征在于，步驟六中當結構內部虛擬源源強度已知時，便可計算出自由場空間任意點的輻射聲壓

在場點處的輻射聲壓是結構內部所有的聲源的積分形式：

其中：ω為聲源的角頻率，ρ₀為介質密度，為等效源強度，D_表示無限域D內所有不等于0的區域，這里采用r₀表示區域D_中的點，j為虛部單位，為自由場格林函數，時間因子取負，其表達式如下：

其中：R表示場點與虛源之間的距離；i為虛部單位；k表位波數。