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相似文献
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1.
基于双面质点振速测量的声场分离技术   总被引:2,自引:0,他引:2  
现有的声场分离技术或是基于双面声压测量或是基于单面声压和质点振速测量。本文以二维空间傅里叶变换法作为声场分离算法,提出一种基于双面质点振速测量的声场分离技术。论文首先推导出了该方法的理论模型,随后通过仿真研究验证了该方法的有效性,并通过与基于双面声压测量的声场分离方法的比较说明了其优越性。结果表明:采用基于双面质点振速测量的声场分离方法可以有效实现声场分离;基于双面质点振速测量的声场分离方法可以获得更高的质点振速分离精度,而基于双面声压测量的声场分离方法可以获得更高的声压分离精度。   相似文献   

2.
基于等效源法和双面质点振速测量的声场分离方法   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
毕传兴  胡定玉  张永斌  徐亮 《物理学报》2013,62(8):84301-084301
目前基于等效源法的声场分离方法有两种输入方式, 一种以双测量面上的声压为输入, 另一种以单测量面上的声压和质点振速为输入. 本文以双测量面上的质点振速为输入, 提出一种新的基于等效源法的声场分离方法. 首先给出了该方法的理论推导, 然后通过数值仿真和实验验证了该方法的有效性. 通过与基于双面声压测量的声场分离方法的比较, 证明了该方法在分离质点振速方面的优越性. 此外, 在仿真中还研究了干扰声源强度和测量面间距对分离精度的影响. 关键词: 声场分离 质点振速测量 等效源法 近场声全息  相似文献   

3.
现有相干声场分离方法受限于采样定理,要获取高分辨率的分离结果需要大量的测点。为降低测量成本,提出一种采用稀疏测量的高分辨率相干声场分离方法。该方法首先根据波叠加原理构建传递矩阵,然后通过奇异值分解技术获取声场的一组稀疏正交基,最后利用稀疏正则化获取权重系数的稀疏解并将其用于分离目标声场。仿真和实验结果表明:在测点数较少的情况下,该方法相较于常规等效源声场分离方法的分离精度更高。同时,常规等效源声场分离方法的分离结果分辨率受限于测点数目,而该方法可以在测点数较少情况下实现高分辨率的相干声场分离。   相似文献   

4.
双全息面分离声场技术及其在声全息中的应用   总被引:6,自引:1,他引:5  
提出双全息面分离声场技术,克服以往近场声全息(NAH)和基于声强测量的宽带声全息(BAHIM)的应用局限。以往方法的局限在于:全息面一侧的声场必须是自由声场,即要求所有的声源仅能位于全息面的另一侧;而在实际测量的情况下,这个要求是很难达到的。本文提出的声场分离技术利用波场的外推理论,建立起在波数域声场分离的公式,然后通过二维Fourier逆变换,便得到了全息面一侧声源产生的声压,从而达到声场分离的目的。原理的推导理论上论证该技术正确性,数值仿真显示了方法的可行性和有效性。  相似文献   

5.
基于声压-振速测量的平面近场声全息实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
毕传兴  张永斌  徐亮  陈心昭 《物理学报》2010,59(2):1108-1115
常规的近场声全息均是采用全息面声压或质点振速作为输入量求解,由于采用单一输入量无法分离来自全息面背向声波的干扰,因此要求所有声源均位于全息面的同一侧,即测量声场为自由声场,这种要求大大限制了近场声全息的实际应用.基于声压-速度测量的近场声全息以全息面上声压和质点振速同时作为输入量,通过建立和求解两侧声源在全息面上的声压和质点振速耦合关系,可以实现全息面两侧声波的分离,从而解决上述问题.文中在前期对声场分离技术研究的基础上,基于欧拉公式和有限差分近似,推导了新的基于声压-速度测量的平面近场声全息理论公式.随后通过实验检验了该方法在有背景源干扰情况下实现声场分离和重建的有效性.  相似文献   

6.
非自由声场中目标声场还原与重建的等效源方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
胡定玉  李再帏  方宇 《声学学报》2017,42(4):465-475
为消除在非自由声场中重建声场时干扰声源对重建效果的影响,提出一种采用单个测量面上的声压和质点振速作为输入、等效源法作为分离和重建算法的非自由声场中目标声场还原与重建方法。该方法首先利用单面声压-质点振速测量和基于等效源法的声场分离技术将测量的混合声场分离为来自目标声源的向外传播的声场和来自干扰声源的向内传播的声场,然后利用向内传播的声场和目标声源的边界条件计算出干扰声在目标声源表面产生的散射声场,并将其从向外传播的声场中去除,还原出目标声源在自由声场条件下的辐射声场,最后利用还原的声场实现目标声场重建。通过数值仿真和实验检验了该方法的有效性和必要性。仿真和实验的结果表明,该方法可以在非自由声场的测量条件下,有效地去除干扰声的影响,实现目标声场的准确重建。   相似文献   

7.
一种任意入射角反射系数反演技术   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用声场空间变换技术反演声学材料或声反射面在任意入射角时的反射系数,需要测量靠近反射面上方两平行面上复声压。本文提出利用声强与声压幅值测量来获取复声压的相位,进而实现反射系数反演。研究表明用点声源时因有限测量尺寸而产生的误差大小可以通过采用偶极子源来减小。数值模拟结果与误差分析结果均表明了这种反演任意入射角反射系数技术的有效性。  相似文献   

8.
韩璐  吴鸣  杨军  曹寅 《声学学报》2023,48(2):327-336
为从测得的混合声场信号中提取出需要的目标声场,提出一种基于分布式球形传声器阵列的声场分离方法。该方法依据声场的球谐波分解,利用阵列各传声器采集到的声场声压信号,获得目标声场与干扰声场的球谐波展开系数,进而估计目标声场。该方法利用声场以不同中心展开的球谐波系数之间的变换关系,直接建立传声器测量声压信号与整体坐标系下声场展开系数的方程,与传统的分布式球形阵列声场分离方法,即先求解局部坐标系下声场展开系数,再变换为整体展开系数的方法,进行比较。分别通过数值仿真和实验说明了提出方法的有效性。结果表明:该方法能够从混合声场中较准确地估计出目标声场,并且在干扰声场能量增大时,保持了较小的声场估计误差,相比于传统方法误差增加更少。  相似文献   

9.
徐亮  毕传兴  王慧  许滨  陈心昭 《物理学报》2011,60(11):114304-114304
全息声压外推是Patch近场声全息技术的关键步骤.本文提出了全息声压的加权范数外推方法,该方法首先通过实测声压数据的功率谱信息构造频域加权范数,然后通过极小化频域加权范数实现全息声压外推.由于外推过程中同时利用了声压信号的波数域带宽和波数谱形状信息,因此其外推结果优于传统带限外推方法.数值仿真结果表明,该方法无论在外推精度还是计算效率上都明显优于经典的全息声压波数域外推方法.刚性箱体上的声激励固支板声压外推实验进一步验证了该方法的有效性和实用性. 关键词: 近场声全息 全息声压外推 加权范数  相似文献   

10.
基于声压-振速测量的单面声场分离技术   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
张永斌  徐亮  毕传兴  陈心昭 《物理学报》2009,58(12):8364-8371
在近场声全息技术的基础上,研究了基于声压-质点振速测量的单面声场分离技术.分析了现有基于Fourier变换的单面声场分离技术中的奇异性问题,并应用波数域谱平均法提出了去除奇异性的修正声场分离公式.为改善分离效果,减小由于Fourier变换引起的卷绕误差等因素的影响,基于统计最优近场声全息提出了一种新的单面声场分离方法.通过仿真分析对各种单面声场分离方法做了比较,并用Microflown公司的声强探头做了基于声压-振速测量的单面声场分离实验研究,验证了提出的修正公式和基于统计最优单面声场分离方法的正确性和有效性. 关键词: 声场分离 近场声全息 统计最优 Fourier变换  相似文献   

11.
针对传声器阵列两侧存在相干声源的非自由声场重建问题,提出基于球面谐波函数扩展近场声全息理论的相干声场重建方法。该方法在已知测量面两侧声源几何位置时,使用单层传声器阵列获取测量面处的声压分布,通过最小二乘法获得与目标声源和干扰噪声源响应对应的最优球波函数扩展项数和最优系数向量,结合测点位置的空间坐标进行声波分解,并分别重建出各声源在测量面上的声压分布。为了验证方法的有效性,分别给出了相干噪声源为球形声源和非球形声源的仿真验证,并在全消声室内对双扬声器产生的相干声场的重建进行了实验验证。结果表明:该方法对球形声源和非球形声源干扰下的声场重建都具有较好的效果,球形声源干扰下的重建精度更高。   相似文献   

12.
统计最优平面近场声全息原理与声场分离技术   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
李卫兵  陈剑  于飞  毕传兴  陈心昭 《物理学报》2005,54(3):1253-1260
测量孔径尺寸的有限性,在基于空间傅里叶变换的平面近场声全息中会带来窗效应和卷绕误差. 为了克服窗效应和卷绕误差,引入了统计最优平面近场声全息技术. 运用声场叠加原理,证明了统计最优平面近场声全息的理论公式.通过在空间波数域限定kx,ky的取值范围,并离散其确定的空间波数面的途径,提出了一种确定波数矢量的方法.为了克服常规统计最优平面近场声全息技术的应用局限性——全息面一侧的声场必须为自由声场,提出了适用于统计最优平面近场声全息的、基于双全息面测量的空间声场分离技术. 通过实验和数值仿真对理论推导的正确性进行了验证. 关键词: 统计最优 平面近场声全息 波数矢量 声场分离  相似文献   

13.
周鹤峰  曾新吾 《声学学报》2019,44(3):273-284
针对稀疏测量阵列条件下近场声全息重建结果空间分辨率不足的问题,提出了一种基于完全复数极限学习机的全息声压插值方法。该方法首先将已测量的全息面复声压和对应的测点坐标组成训练样本输入完全复数极限学习机,接着把插值点的坐标代入训练好的极限学习机,得到相应位置的复声压,实现全息数据的插值。利用插值后的全息数据进行重建,并与不做插值处理的重建结果和传统插值处理后的重建结果比较。仿真和实验结果均表明:与不做插值相比,该方法在不增加传声器的条件下显著提高了重建结果的空间分辨率。与基于支持向量机或传统极限学习机的插值方法相比,该方法速度更快,插值后重建结果精度更高。同时,通过添加噪声干扰验证了该方法的稳健性。   相似文献   

14.
To eliminate the limitations of the conventional sound field separation methods which are only applicable to regular surfaces, a sound field separation method based on combined integral equations is proposed to separate sound fields directly in the spatial domain. In virtue of the Helmholtz integral equations for the incident and scattering fields outside a sound scatterer, combined integral equations are derived for sound field separation, which build the quantitative relationship between the sound fields on two arbitrary separation surfaces enclosing the sound scatterer. Through boundary element discretization of the two surfaces, corresponding systems of linear equations are obtained for practical application. Numerical simulations are performed for sound field separation on different shaped surfaces. The influences induced by the aspect ratio of the separation surfaces and the signal noise in the measurement data are also investigated. The separated incident and scattering sound fields agree well with the original corresponding fields described by analytical expressions, which validates the effectiveness and accuracy of the combined integral equations based separation method.  相似文献   

15.
In the present work, a method of alternating orthogonal projections is described in the context of near-field acoustical holography; it allows missing (or "not measured") data to be recovered, thus relieving the strictness of measurement requirements related to the use of the discrete Fourier transform. The method described here provides the detailed foundation for the patch holography procedure that has previously been introduced to mitigate finite measurement aperture effects by allowing the sound field to be iteratively extended beyond the measurement aperture. It is also shown that the latter iterative algorithm can be used regardless of the spatial distribution of measured data: i.e., patches can be discontinuous. Numerical simulations performed by using a synthetic sound field created by a point-driven, simply supported plate were used to demonstrate the latter point. In particular, a multipatch holography procedure is described that allows a source distribution to be reconstructed from the hologram pressure measured over multiple, unconnected patches. It is finally shown that a related approach allows spatial resolution enhancement by interpolation between measured points.  相似文献   

16.
17.
A number of sound field separation techniques have been proposed for different purposes. However, these techniques just consider the separation of sound fields in the space domain and are restricted to stationary sound fields. When the sound fields are nonstationary, it is also necessary to perform the separation in the time domain. Therefore, on the basis of the propagation principle of sound pressure in the time-wavenumber domain, a nonstationary sound field separation technique with two closely spaced parallel measurement surfaces is proposed. It can separate the nonstationary signals generated by the primary sources in both time and space domains when the disturbing sources exist on the other side of the measurement plane. The signals in time and space domains are separated by using the spatial Fourier transform method and the time domain deconvolution method. A simulation involving two monopoles driven by nonstationary signals demonstrates that the method proposed can remove the influence of disturbing sources in both time and space domains. The feasibility of this method is also demonstrated by an experiment with two loudspeakers located on two sides of measurement planes. Additionally, to comment more objectively on the separation results, some indicators are computed in both the simulation and experiment.  相似文献   

18.
基于平面声源进行结构声辐射有源控制的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李双  陈克安  赵树磊  胡莹 《应用声学》2008,27(5):363-373
采用分布式平面声源作为次级声源,对振动钢板的声辐射进行了抵消实验,验证了以往研究中的一系列关键理论。实验研究结果表明:一个平面声源可以控制钢板奇-奇模态的声辐射,两个平面源可以控制结构偶-奇或奇-偶模态的声辐射,同时也可以控制结构奇-奇模态的声辐射;平面声源的面积和布放位置对降噪效果有重要影响,采用单个平面声源控制时,平面声源面积越大,控制效果越好;基于近场声压的误差传感策略是有效可行的,实际中,将近场测量面的声功率作为有源控制的目标函数与总声功率作为目标函数是一致的;控制后远场声压和声强都得到有效降低,部分区域的声能向声源流动,近场声压及声强分布也发生显著变化。  相似文献   

19.
New extrapolation methods in real and wave number spaces are proposed to extend near-field acoustical holography (NAH) toward a more quantitative technique applicable to the vibration measurement of actual large-scale structures. The finiteness of the measurement aperture is a serious impediment to such large-scale implementation of NAH because the measurement aperture sufficiently larger than the vibrating structure of interest is usually needed. We should thus investigate how to reduce the reconstruction error when the measurement aperture is restricted to a fraction of the vibrating structure. The following practical suggestions are derived from simulations and underwater experiments: (1) A wave number-space extrapolation method can reduce the reconstruction error to about 25% for the measurement aperture corresponding to 1/16th of the vibrating structure when 10,000 iterations of the extrapolation process are applied. (2) A real-space extrapolation method can reduce the reconstruction error to negligible degree (10(-10)%) for the measurement aperture corresponding to four times as large as the vibration structure when ten iterations of the extrapolation process are applied. (3) The former method may be widely and safely applied, but many iterations are necessary; the latter method can reduce the reconstruction error very quickly, but a wider measurement aperture than that in the former is needed. Therefore, when the measurement aperture cannot be larger than the vibrating structure, the former method is recommended, while when the measurement aperture is larger than the structure, the latter method is recommended. Summing up, the accuracy of our proposed methods, which is attributed to the property of data extrapolation method that the data inside the measurement aperture is conserved after adequately extrapolating the data outside the aperture, will be relevant to a more quantitative measurement and analysis of real large-scale structures.  相似文献   

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