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相似文献
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1.
万泉  张海滨  蒋伟康 《声学学报》2010,35(5):571-579
扩散声场会在反射边界附近形成干涉图样,研究方法包括平面波模型、简正模态分析、渐进模态分析等,但仅适用于尺度远大于声波波长的矩形声腔。提出一种预测扩散声场在非规则刚性壁面结构附近形成的干涉图样的数值方法,表明结构附近“受挡”声压的互谱矩阵取决于:(1)假定该结构在自由空间中振动辐射声音时其表面法向振速到表面及场点声压的边界元系数矩阵;(2)假定结构置于自由空间中且表面刚性时,点声源辐射声波入射到结构表面上产生的散射声场的边界元系数矩阵;(3)扩散声场均方声压。仿真表明,该途径预测的干涉图样与理论值完全吻合。该预测方法还可用于混响环境下声源附近直达声压均方值的空间分布估计,为混响环境下设备的声源定位提供帮助。   相似文献   

2.
为了提高分布式结构声源的声场重建精度,本文提出了基于单元辐射叠加法的结构声源声场重建方法.该方法首先利用声场叠加原理和结构振声传递特性,建立了结构声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系解析表达式,得到便于快速计算的振声传递矩阵,能够解决连续分布、相干结构噪声源的声传播模型精细化表征问题.然后利用振声传递矩阵作为传递算子进行声场重建,并与迭代加权算法相结合.通过将基于单元辐射叠加法的声场预报结果与解析法预报结果进行比较,验证了单元辐射叠加法具有较高的准确性.并将基于单元辐射叠加法的声场重建方法与传统等效源法近场声全息和迭代加权等效源法相比较,通过仿真分析与矩形板声场重建实验证明了基于单元辐射叠加法的声场重建方法能够改善结构声源的声场重建精度并增大近场声全息的有效测试距离范围.  相似文献   

3.
利用源强密度声辐射模态重建声场   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
聂永发  朱海潮 《物理学报》2014,63(10):104303-104303
为了利用声场中少量测点声压数据精确重建复杂结构的辐射声场,提出了源强密度声辐射模态分析理论和声场重建公式.在结构表面定义的空间上,利用以源强密度分布函数为参量的结构辐射声功率泛函表达式定义了一个线性自伴正辐射算子,该算子的特征函数为结构的源强密度声辐射模态.然后通过对矩形平板和带有半球帽的圆柱体的源强密度声辐射模态的分析,证明了源强密度声辐射模态具有空间滤波特性,并利用该性质建立了声场重建公式.球体仿真和平板实验验证了所提出的声场重建方法的可行性和稳健性.基于源强密度声辐射模态的声场重建方法简单,利用较少测点数据就可以获得较高的声场重建精度,特别适合于复杂结构的低频声场重建.  相似文献   

4.
声辐射问题中的模态分析,Ⅱ.实例   总被引:4,自引:0,他引:4  
声辐射模态和声场分布模态分别描述了复杂振动表面的辐射模式和声场的分布模式。通过数值计算,揭示声辐射模态和声场分布模态的物理含义。针对球形声源、旋转体声源和立方体声源,给出了声辐射模态和声场分布模态的几何图案。第一阶模态表示单极子辐射行为,第二阶到第四阶模态表示偶极子辐射行为,第五阶到第九阶模态表示四极子辐射行为。声辐射模态和声场分布模态将多极子分解方法应用于复杂声源声辐射问题的讨论。  相似文献   

5.
一种辐射声场近似计算方法——单元辐射叠加法   总被引:1,自引:0,他引:1  
王斌  汤渭霖  范军 《声学学报》2008,33(3):226-230
提出一种基于表面振速预报辐射声场的近似方法--单元辐射叠加法.研究表明,声传递向量中的每项元素等于对应单元以单位速度振动、其它单元振速都为零时的辐射声压,即刚性障板上活塞面以单位速度振动时的辐射声压.在此基础上,利用刚性障板上单位速度振动活塞面的辐射声压直接建立表面振速与辐射声压之间的传递关系,根据这个传递关系对表面振速进行加权、求和便得到总的辐射声压.计算时采用规则形状障板面去拟合实际障板面,以规则形状障板上振动活塞面的辐射声压去近似实际障板上振动活塞面的辐射声压.相对于边界元方法,该方法在计算速度与存储空间上具有很大的优势.计算表明该近似方法是合理的、可行的.  相似文献   

6.
陈海霞  林书玉 《物理学报》2021,(11):173-179
本文基于求解单频声波方程近似解的方法,得到了非线性声场中谐波的声压与介质性质、初始声压幅值及频率之间的定量关系.并对两列相对声压幅值和相对频率不同情况下的声场分布进行了研究.通过分析单、双频声源辐射场中的谐波分布和传播规律发现:在非线性声场中会不断地出现新的谐波,激发的各阶谐波随着声波传播距离的增大逐渐增强而后减弱.在声源的附近,谐波的声压随基波声压振幅的增大而增大;但在基波的频率增大时反而会减小.在输入总声能相同的情况下,与单频声场相比双频声源辐射场的声能量分布较均匀,声的传播距离较大,远场中的谐波含量较大.结果表明,基波的频率越高,衰减得越快,谐波的积累越缓慢;声压的极值越大,基波声能量转移得越多,产生的谐波越多,基波的衰减越快,声压对远场声能的负效应增大;如果改用多频声源,并适当地控制输入声波的组成成分,可以达到改善声场分布均匀性、增大声辐射距离的效果.  相似文献   

7.
本文采用声类比法探讨了射流中小尺度湍流远场噪声特性.此声类比理论基于线化欧拉方程及声源互易原理,建立了关联声源和远场声压的伴随格林函数,适于声波折射现象及小尺度湍流噪声计算.声场的边界采用完全匹配层边界条件,有效地避免了声波产生数值反射.为减小频散及耗散误差,时空导数均采用高阶预测-校正格式离散控制方程.计算结果与前人的实验相一致.  相似文献   

8.
利用声辐射模态重构任意目标的散射声场   总被引:1,自引:0,他引:1  
鱼海涛  王英民  王奇 《应用声学》2017,36(3):264-275
水下目标散射声场的重构可以作为水下目标散射特性的研究基础。本文主要利用声辐射模态对水下目标进行散射声场重构研究。首先,在借助声传递矩阵给出的任意结构声辐射模态的流体域求解方法基础上,通过理论证明了目标的散射声压与声辐射模态具有函数关系。其次,借助声场分布模态的概念,同时考虑到声场分布模态病态及声压测量易受噪声污染,提出基于声辐射模态的正则化散射声场重构算法。仿真结果表明,波数越低,重构所需声辐射模态阶数越少,在较高波数时仅需总模态数的大约20%即可对声场进行重构。与基于边界元的声场重构算法相比,计算量减小了至少80%,且克服了赫姆霍兹积分方程最小二乘法仅对球壳结构的重构效果较好而不适用于长条形结构重构的缺陷。  相似文献   

9.
该文构造了由两种匀质材料交替分布的径向声子晶体柱壳模型。首先,针对声波在其中的轴对称传播情况进行了理论分析,建立了声波由内向外传播的传递矩阵,进而导出了声压透射系数和隔声量表达式。采用数值分析的方法系统地讨论了径向声子晶体柱壳的隔声特性,并与单一材质柱壳的传播规律进行对比分析,其次,借助有限元仿真分析的手段对数值结果进行了验证。最后,详细分析了内外流体的特性阻抗对径向声子晶体柱壳隔声特性的影响,得到了相应的参数影响规律。研究表明,径向声子晶体柱壳存在声波带隙,导致其在带隙范围内的隔声效果远远优于单材质柱壳,并且该结构的固有特性突破了质量定律的限制;声波带隙内表面局域态现象出现与否由内外声场和结构场共同决定。  相似文献   

10.
声场匹配波叠加法的水下结构声辐射预报   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
提出了一种适用于典型结构声辐射预报的声场匹配波叠加方法。该方法利用少量的参考点声压,通过声场匹配搜索等效源分布,得到最小二乘意义下的最优等效源位置。并研究了表面振动测点位置、数目及振动分布的离散性对声场预报精度的影响。最后在半空间消声水池中,对两端带帽圆柱壳的声辐射预报进行了试验验证。结果表明:等效源最佳位置一经确定,即可利用结构的表面振速,对不同激励下的该结构进行声辐射预报。该方法在较宽频段内对不同的振动分布有较好的适应性。   相似文献   

11.
空间声场全息重建的波叠加方法研究   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
于飞  陈心昭  李卫兵  陈剑 《物理学报》2004,53(8):2607-2613
提出了基于波叠加法的近场声场全息技术,并将其用于任意形状物体的声辐射分析.在声辐射计算问题中,边界元法是通过离散边界面上的声学和位置变量来实现,而波叠加方法则通过叠加辐射体内部若干个简单源产生的声场来完成.因而,基于波叠加法的声全息就不存在边界面上的参数插值和奇异积分等问题,而这些问题是基于边界元法的声全息所固有的.与基于边界元法的声全息相比较,基于波叠加法的声全息在原理上更易于理解,在计算机上更容易实现.实验结果表明:该种全息技术在重建声场时,具有令人满意的重建精度. 关键词: 声全息 逆问题 波叠加方法 正则化方法  相似文献   

12.
李宗吉  孙玉臣  刘宝 《应用声学》2018,37(4):551-558
发展一种利用虚拟声源离散声场的方法求解加肋板在水中的声振耦合问题。由波叠加原理和单元体积速度匹配的原则,根据离散的结构单元满足的动力方程和结构与介质的交界相容性条件,确定虚拟声源强度,计算结构的声辐射功率。本文以简支矩形加肋板为例,在不获得结构表面振速和声压的情况下,计算了结构在水中的声辐射功率,并与解析方法计算的结果进行了比较,表明了该方法具有较好的计算精度。  相似文献   

13.
驻波声场中悬浮临界密度及稳定性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文以声场中物体为研究对象,理论上得到行波和驻波场中的声辐射压力方程.在驻波声场中引入临界悬浮密度概念,可作为物体能否在非线性声场中悬浮的判据,同时给出谐振腔移动速度的最大范围.更进一步,以实验参数作为数值计算的输入来指导实验,并结合实验结果讨论了驻波声场中样品密度和大小、发射面和反射面形状以及两者之间的距离、反射面的尺寸等因素对物体悬浮稳定性的影响,发现当物体尺寸和密度确定时,调控好谐振腔的长度,增加波腹处的声压是提升声悬浮稳定性的有效手段.  相似文献   

14.
This article discusses an open-loop wave field synthesis (WFS) approach for the reproduction of spatially correlated sound fields. The main application concerns laboratory reproduction of turbulent boundary layer wall pressure on aircraft fuselages and measurement of their sound transmission loss. The problem configuration involves reconstruction of random sound pressure distributions on a planar reproduction surface using a planar array of reproduction monopoles parallel to the reproduction plane. In this paper, the WFS formulation is extended to sound fields with imposed time and spatial correlation properties (or equivalently imposed cross-spectral density in the frequency and wave number domains). Numerical examples are presented for the reproduction of a propagating plane wave, diffuse acoustic field and wall pressure in subsonic or supersonic turbulent boundary layers. The reproduction accuracy is examined in terms of the size of the source plane and reproduction plane, their separation, and the number of reproduction sources required per acoustic wavelength. While the reproduction approach cannot reconstruct sub-wavelength correlation scales of subsonic turbulent boundary layers, it effectively reconstructs correlation scales larger than the acoustic wavelength, making it appropriate for diffuse acoustic field and supersonic turbulent layers.  相似文献   

15.
A direct-BEM/Fem method was proposed to analyze the vibration and acoustic radiation characteristics of a submerged structure. Model parameters of the structure and the fluid-structure interaction due to surrounding water were analyzed by using FEM and direct BEM. Vibration velocity of the outer hull surface and underwater sound pressure were computed through modal superposition technique. The direct-BEM/FEM method was first validated by analyzing a submerged cylindrical shell, then was used to analyze the vibro-acoustic behavior of a submarine stern structure. The results have demonstrated the direct-BEM/FEM method is more effective than FEM in computing the underwater sound radiation of the stern structure.  相似文献   

16.
A mean force exerted on a small rigid sphere by a sound wave in a viscous fluid is calculated. The force is expressed as a sum of drag force coming from the external steady flow existing in the absence of the sphere and contributions that are cross products of velocity and velocity derivatives of the incident field. Because of the drag force and an acoustic streaming generated near the sphere, the mean force does not coincide with the acoustic radiation pressure, i.e., the mean momentum flux carried by the sound field through any surface enclosing the sphere. If the sphere radius R is considerably smaller than the viscous wave penetration depth delta, the drag force can give the leading-order contribution (in powers of delta/R) to the mean force and the latter can then be directed against the radiation pressure. In another limit, delta< or =R, the drag force and acoustic streaming play a minor role, and the mean force reduces to the radiation pressure, which can be expressed through source strengths of the scattered sound field. The effect of viscosity can then be significant only if the incident wave is locally plane traveling.  相似文献   

17.
程果  徐荣武  何琳  孙红灵 《声学学报》2014,39(5):577-581
对不规则的混响声场情况的互易测量方法进行了理论研究,对相关测量误差提出了修正方法。通过测量结果的空间平均和混响环境对声能密度影响的评估,修正了声源体积速度的计算值,并在水中进行了试验验证。经修正后的互易测量结果与正向实测结果基本一致。表明混响声场不影响互易原理有效性的成立,但影响了声源体积速度的计算,进而影响了应用互易原理对传递函数的测量。提出的修正方法在不规则的混响声场情况下简单有效,结论为今后基于互易原理的工程应用提供了参考和依据。   相似文献   

18.
Combining structural finite element method(FEM),acoustic finite element and boundary element methods,a model of elastic shell vibration of an arbitrary shell-cavity structure coupled with internal and external sound fields is built.In addition,the transfer matrices from the excitation force to vibration of the shell and internal sound field are calculated.As the fluctuating pressure of turbulent boundary layer(TBL) is a temporal-spatial random surface excitation,the overall shape function matrix is introduced,and then the relationship between power spectral density matrix of the generalized nodal force of the elastic shell and power spectral density of the temporal-spatial random surface excitation is derived.Utilizing the vibro-acoustic coupled transfer matrix,relationships between the power spectral densities of vibration of the elastic shell/internal sound field and the power spectral density matrix of the generalized nodal force are obtained.Thus,the calculation method of vibration and internal sound field of an arbitrary shell-cavity structure induced by temporal-spatial random surface excitation is established.A typical vibro-acoustic coupled model of a rectangular cavity with acoustic media internally and externally,and with elastic rectangular plate on one side,is taken as example.The vibration of the elastic shell and power spectral density of the internal sound field are calculated and compared with the analytical method.The two results generally agree with the analytical one,with deviations of about 1 dB and 2 dB,respectively.The transfer matrix method has good adaptability which is not restricted by the shell-cavity structure and the shape of the inner region.  相似文献   

19.
The reciprocity measurement theory in anomalous reverberant sound fields was investigated.An improved method Was proposed due to the interrelated errors.The source volume velocity Was corrected by spatial average of measurement results and evaluation of the reverberant sound field influence on acoustic energy density.The result was validated in underwater experiment,corrected reciprocity measurement results were almost the same as direct measurement results.It indicates that reverberant sound field does not affect the validitv of the principle,but influences the obtainment of source volume velocity,then influences the measurement of transfer functions with the principle.The proposed method is simple and effective in anomalous reverberant sound fields.The study mav be valuable for the applications which are based on the principle.  相似文献   

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