基于聲輻射模態(tài)的聲場重構及其應用.pdf

1、論文介紹了基于聲輻射模態(tài)的聲場重構理論。聲輻射模態(tài)是定義在振動表面上的一組相互獨立的基函數(shù)，描繪了振動表面的多極子輻射模式；聲場分布模態(tài)描述了聲場的分布模式。輻射聲場的聲學量可以用聲輻射模態(tài)或聲場分布模態(tài)展開表示。展開表示是唯一的，并是收斂的。聲場重構的關鍵是確定展開系數(shù)，采用模態(tài)截斷，在聲場中選擇有限個測量點，測量聲場中的信息，求解展開系數(shù)。一旦確定展開系數(shù)，便可以重構聲源輻射的整個聲場。 針對球形聲源向全空間輻射的聲場，進行

2、聲場重構仿真計算。通過對正交球面波源聲場進行聲場重構，討論了球形聲源聲輻射模態(tài)與球諧函數(shù)具有一一對應的關系，二者一脈相承，均體現(xiàn)了多極子展開模式?？疾炝溯^為復雜的嵌有振動活塞的剛性球體輻射聲場的聲場重構情況，重構中結合Tikhonov正則化方法保證了重構的高效性與精確性。當球體上振動活塞張角θ0逐漸變大時，聲源輻射的方向性越來越不明顯，重構的精確性越來越好。 對基于聲輻射模態(tài)的聲場重構在應用方面作了初步探討，主要對利用聲場重構進

3、行聲源識別與基于聲場重構預估聲源輻射聲功率兩個方面的應用進行了仿真計算與討論。在利用聲場重構進行聲源識別方面，探討通過重構聲源表面聲壓的方法來識別噪聲源，經(jīng)過模擬計算和可視化的實現(xiàn)，表明方法簡單可行。針對中低頻聲輻射，提出了基于聲輻射模態(tài)，利用聲場重構進行聲功率預估的方法。以平板聲源為例進行了仿真驗證，討論了影響預估精度的一些因素，分析了聲場重構法預估聲功率的穩(wěn)定性，并與工程測量法進行了對比分析。研究表明，由于聲場重構法基于近場測量，獲