[發(fā)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?zhí)枺?/td> | 202011352340.2 | 申請日： | 2020-11-27 |
| 公開（公告）號： | CN112926231B | 公開（公告）日： | 2023-06-20 |
| 發(fā)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 |
| 地址： | 150000 黑龍江*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 等效 有限 空間 近場 全息 測量方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，包括步驟一：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：步驟二：配置虛擬源個數(shù)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(shù)；步驟五：已知結(jié)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(jié)構內(nèi)部等效源源強。步驟六：通過求解出的等效源源強計算結(jié)構在自由場中的聲壓等信息。本發(fā)明考慮有限空間測試環(huán)境，對傳統(tǒng)等效源法進行了改進，考慮了有限空間中界面對源面聲壓及振速場的影響，從而提高重構精度。
技術領域
本發(fā)明涉及聲全息領域中提高結(jié)構源面聲壓重構精度的變換方法，特別涉及一種基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法。
背景技術
近場聲全息技術通過傳感器獲取靠近聲源面的近場聲信號重構得到聲源表面聲壓及表面質(zhì)點振速等聲學量，并得到空間三維場的各種聲信息。相比于傳統(tǒng)的聲全息技術或其他噪聲測量方法，近場測量采集到的聲信號具有較高的信噪比，重建圖像清晰分辨力高。因此，NAH技術是一種非常有效的聲場可視化技術，在實際應用過程中，該技術已被用于解決水下結(jié)構振動聲輻射及聲散射、聲學材料性能測試、噪聲源定位識別等諸多方面問題。但是常規(guī)的近場聲全息要求全息測量面背側(cè)必須為自由場，然而在實際工程應用中常常無法滿足全息測量所要求的自由場條件，此時利用近場聲全息技術進行聲源識別時，聲圖像中會產(chǎn)生虛假聲源，重建精度非常低。
在CNKI庫中公開報道的有：1.《基于等效源法的近場聲全息技術》，該論文在基于分布源邊界點法的近場聲全息技術的基礎上，提出了一種新型的基于等效源法的近場聲全息技術，并給出了嚴格的理論推導，對多個問題進行了分析，給出了相應的解決辦法通過實驗研究驗證了提出方法的可行性和準確性。2.《水下聲源有限空間近場聲全息方法研究》針對傳統(tǒng)近場聲全息技術要求在自由空間內(nèi)進行測量的局限性，采用基于波疊加方法和Helmholtz方程最小二乘法兩種算法，推導了聲場分離的理論公式及數(shù)值實現(xiàn)過程，同時采用恢復出的自由場聲壓計算了聲源的輻射聲功率級和指向性并同理論值進行比較，驗證了方法的正確性和有效性。以上文獻中并未考慮有限空間界面對聲波的多次反射對聲場產(chǎn)生的影響，因此，采用以上方法的重建結(jié)果必然存在較大誤差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，本發(fā)明考慮有限空間測試環(huán)境，對傳統(tǒng)等效源法進行了改進，考慮了有限空間中界面對源面聲壓及振速場的影響，從而提高重構精度，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
一種基于等效源法的有限空間中近場聲全息測量方法，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等信息：
步驟二：配置虛擬源個數(shù)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(shù)；
步驟五：已知結(jié)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(jié)構內(nèi)部等效源源強；
步驟六：通過求解出的等效源源強計算結(jié)構在自由場中的聲壓等信息。
進一步地，步驟一中結(jié)合待分析的結(jié)構模型以及邊界條件，建立結(jié)構聲源模型，并進行網(wǎng)格劃分，采用單平面作為全息測量面，按照一個波長內(nèi)不小于6個點的規(guī)則，采用自由剖分四面體網(wǎng)格進行網(wǎng)格劃分。
進一步地，步驟二通過步驟一中建立的結(jié)構模型，在結(jié)構內(nèi)部配置N個單極子點源，單極子點源坐標位置與數(shù)量根據(jù)實際情況進行改變。
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