噪聲源識別方法
2023-09-14 21:04:30 2
噪聲源識別方法
【專利摘要】本發明旨在提供一種噪聲源識別方法，包括以下步驟：A、在測量聲場中設置測量面，測量面上均勻設置質點振速傳感器，測量該測量面上法向質點振速；B、在聲源內部設定虛源面，並在虛源面上連續分布設置等效源，所述等效源為單極子聲源；C、建立等效源與測量面上法向質點振速之間的傳遞關係；D、建立等效源與聲源面上聲壓與法向振速之間的傳遞關係；E、根據上述傳遞關係求解重建面聲壓值。本發明噪聲源識別方法克服現有技術成本高、計算效率與精度低的缺陷，採用基於Fourier波疊加法結合連續分布等效源與快速FFT算法計算積分，具有較高的計算精度和穩定性。
【專利說明】噪聲源識別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及噪聲源識別方法領域，具體涉及一種採用振速測量和Fourier波疊加法的噪聲源識別方法。
【背景技術】
[0002]近場聲全息是一種有效的聲源識別技術，現有的基於近場聲全息技術的噪聲源識別方法有(I)基於空間Fourier變換的聲源識別技術。Williams等建立了基於基於平面和柱面空間Fourier變換的聲源識別方法。Lee等又將該方法推廣到球面坐標系下，建立了基於球面空間聲場變換的聲識別方法，與平面和柱面聲場變換不同的時，球面NAH不能藉助快速Fourier變換(FFT)進行計算。這類噪聲源識別方法的特點是實現容易,計算速度快，但測量面形狀受限，只能是平面、柱面和球面等，而且由於採用Fourier變換，孔徑問題所引起窗效應和卷繞誤差會大大降低聲源識別精度。(2)基於邊界元的聲源識別方法。對於形狀複雜的聲源，邊界元法較之於上一類方法更加有效。該方法通過離散聲源表面，建立聲源表面上的聲壓、振速與測量面上聲壓之間的關係，從而獲得源表面上的聲壓和法向振速，進而獲得空間任意點上的聲學量。這一方法對測量面和聲源面沒有具體要求，且二者之間也沒有任何關係，但在計算過程需要處理奇異積分，隨著頻率的增大，所需測量點增大多，計算精度和效率會因此大大降低。(3)基於等效源法的聲源識別方法。Helmholtz方程最小均方誤差法(HELS)和波疊加法是兩個重要的基於等效源的聲源識別技術。這兩種方法均具有測量面和聲源面適應性好，無需處理奇異積分，測量點較少，計算效率較高等。然而HELS對長寬高比例較大的聲源重建效果較差，儘管波疊加法能夠較好地識別長寬高比例較大的聲源，然而目前已有的基于波疊加法的聲源識別方法主要通過增加等效源面上配置的離散等效源數目來改進重建精度，當在聲源頻率較高的情況下，則需要更多的等效源數目才能保證重建精度，這就需要增加的測量點，從而導致測量成本的增加。
【發明內容】
[0003]本發明旨在提供一種噪聲源識別方法，該噪聲源識別方法克服現有技術成本高、計算效率與精度低的缺陷，採用基於Fourier波疊加法結合連續分布等效源與快速FFT算法計算積分，具有較高的計算精度和穩定性。
[0004]本發明的技術方案如下:一種噪聲源識別方法，包括以下步驟:
[0005]A、在測量聲場中設置測量面，測量面上呈網格式設置質點振速傳感器，所述的質點振速傳感器測量位於測量面法向上的質點振速；
[0006]B、在聲源內部設定虛源面，並在虛源面上連續分布設置等效源，將等效源設置為單極子聲源；
[0007]C、採用波疊加法，建立等效源與測量面法向上質點振速之間的傳遞關係，計算等效源強函數，獲得源強展開係數列向量；
[0008]D、根據等效源源強展開係數列向量，建立測量面法向振速與聲源面上聲壓與法向振速之間的傳遞關係；
[0009]E、根據步驟C、D中的傳遞關係確定重建面聲壓和法向振速幅值。
[0010]所述步驟C的具體步驟如下:
[0011]根據波疊加法，聲源外聲場的輻射聲壓是由分布在聲源內部的等效源加權疊加而成，測量面上場點P處的聲壓和法向質點振速為:
[0012]
【權利要求】
1.一種噪聲源識別方法，其特徵在於包括以下步驟: A、在測量聲場中設置測量面，測量面上呈網格式設置質點振速傳感器，所述的質點振速傳感器測量位於測量面法向上的質點振速； B、在聲源內部設定虛源面，並在虛源面上連續分布設置等效源，將等效源設置為單極子聲源； C、採用波疊加法，建立等效源與測量面法向上質點振速之間的傳遞關係，計算等效源強函數，獲得源強展開係數列向量； D、根據等效源源強展開係數列向量，建立測量面法向振速與聲源面上聲壓與法向振速之間的傳遞關係； E、根據步驟C、D中的傳遞關係確定重建面聲壓和法向振速幅值。
2.如權利要求1所述的噪聲源識別方法，其特徵在於: 所述步驟C的具體步驟如下: 根據波疊加法，聲源外聲場的輻射聲壓是由分布在聲源內部的等效源加權疊加而成，測量面上場點P處的聲壓和法向質點振速為:
3.如權利要求2所述的噪聲源識別方法，其特徵在於: 所述步驟D中等效源源強展開係數與聲源面上聲壓與法向振速之間的傳遞關係如下: Ps=Ksb (14)；
4.如權利要求1~3任意一項所述的噪聲源識別方法，其特徵在於:所述聲源面為平面、柱面或球面；所述測量 面為平面或曲面。
【文檔編號】G01H17/00GK103728013SQ201310730668
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】李曉妮, 向宇, 王玉江, 陸靜, 袁莉芸 申請人:廣西科技大學