基于声强测量的近场声全息及其在水下声源声辐射分析中的应用

基于声强测量的宽带声全息（ＢＡＨＩＭ）是一种新的有效的声场重建技术，在获得了测量面（全息面）上两个切向声强分量后，利用ＢＡＨＩＭ可以预报声源的辐射场及噪声源定位。本文给出了不同声源和参数下ＢＡＨＩＭ数值分析结果，井利用自行研制的双通道自动扫描声强测量系统进行了水下声源近场声辐射的ＢＡＨＩＭ实验，结果证实了该方法的有效性，它增强了分析和识别噪声源的能力。     

基于平面声全息的全空间场变换:Ⅰ.原理与算法

首先证明了NAH变换中两种Green函数变换关系式对最终的场变换结果的一致性,给出了NAH变换中主要参数之间的定量关系式,进行了滤波窗的性能优化分析。利用 NAH变换与Helmholtz积分,提出了改进的远场指向性快速计算方法,与DRL方法相比,该方法对声源形状的适应性更强,计算精度更高。     

轴对称结构表面声场的非共形重建精度分析

研究了以近场声压重建任意边界条件的轴对称振动体表面声场的一类逆问题．提出了解决该类问题的能克服奇异积分的基于正交函数展开（ＯＦＥ）与边界元积分（ＢＥＩ）相结合的数值重建算法．通过对结构在对称或非对称振动下的表面声场的非共形数值重建的精度分析,提供了一种关于轴对称体表面场重建的工程化方法,数值结果也表明了该方法的有效性．     

一种任意入射角反射系数反演技术

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。     

双水听器水声声强测量系统的误差分析和校准

基于双水听器互谱测量法,研制的水声声强测量设备可用于测量水下声源产生的声场中任意点的声强量值或任意面上的声强量值分布。根据双水听器测量声强法原理进行了误差分析,提出了该双水听器声强测量系统的校准方法。对系统测量水声声强量值的不确定度进行了估计并进行了实验验证。验证表明,理论分析评定与实测结果一致。     

高精度球面阵聚焦声源定位方法研究

提出了一种高精度高空间分辨率球面阵聚焦声源定位方法——虚拟源法。该方法通过球面阵波束扫描获得实际声源的空间聚焦谱,并假定各扫描点为虚拟声源,将实际声源聚焦谱看作是全体虚拟源共同作用的结果,由此得到各虚拟源对声场的贡献量,从而可实现声源精确定位。仿真研究分析了频率,阵列孔径,声场模态阶数,信噪比等参数对声源定位性能的影响,并与常规算法进行对比。结果显示,该方法不受频率和阵列孔径的限制,避免了空间“混淆”,能够进行高精度高分辨率声源定位,并具有良好的背景噪声抑制能力。      

基于黄金分割搜索算法的行波管测量方法

为了提供声学材料的测试环境,该文通过有源吸声技术在行波管中建立了一套测量系统,声管中实现了模拟无限水域的行波场环境,从而对样品的声学参数进行测量。提出了一种利用黄金分割搜索算法对最佳时延与幅值进行搜索从而完成行波场建立的方法。在上述行波场建立的基础上,利用双水听器法分别对水柱与钢板样品的声学参数进行了声学测量,透射系数测量值与理论值符合较好。该方法为声学参数的测量方法提供了有意义的参考。     

充液管路噪声辐射控制研究

设计了三种水管路消声器，建立了一套水管路模拟实验系统，对所设计的消声器消减管口辐射躁声的性能进行了实验测试。     

去耦覆盖层降噪性能评价指标的理论探讨

去耦覆盖层是降低水下结构声辐射的一个重要措施。为了给工程上去耦覆盖层降噪性能评价指标的选择提供理论参考,建立了点激励力作用下敷设去耦覆盖层的四端简支撑矩形板水下振动和声辐射理论模型,定义了可能表征去耦覆盖层降噪性能的五项评价指标。研究结果表明:只有振动传递损失相对独立于基板的长度、宽度和点激励力位置,而且能较好地描述去耦覆盖层隔离基板振动向水层传递的性能;而湿面均方振速插入损失较振动传递损失则能更好地反映辐射声功率插入损失,尤其在低频。作为评价指标,振动传递损失和湿面均方振速插入损失分别有各自的优点和缺点。      

基于平面声全息的全空间场变换:Ⅱ.水下大面积平面发射声基阵的近场声全息实验

研制了一套多通道水声声全息测量系统,解决了多通道系统的校准及弱散射水听器接收线阵的设计等问题。在非消声水池内,利用该系统对水下大面积平面发射声基阵进行了近场声全息实验,给出了声基阵表面的声强分布、声基阵各阵元及全阵的辐射声功率、基阵远场空间指向性图和指向性参数等。实验结果证明脉冲法和分区扫描数据合成的测量方法是可行的,实验系统的设计与实施方法可用于更大规模的声全息系统。