半开放空间中重构声源直接辐射声场的方法技术

半开放空间中重构声源直接辐射声场的方法，是在含有平面反射边界的半开放空间中，重构声源直接辐射声场的方法，包括：1.建立以半空间球面波基函数的线性叠加表述声源直接辐射与边界反射声贡献的总声压场的数学模型；2.在声源近场布置全息测量面进行声压全息测量；3.以部分测点的全息测量值作为输入，重构其余测点的声压值，以声压重构误差为最小为原则确定最优基函数展开项数；4.在最优展开项数条件下求解半空间球面波基函数系数，获取表述声源直接辐射声场的自由空间球面波基函数系数，实现声源直接辐射声场的重构。本发明专利技术对于大尺寸结构声源辐射的测量和评估提供了数学基础，能够实现半开放空间中声场成像和结构声源的识别和定位。别和定位。

【技术实现步骤摘要】
半开放空间中重构声源直接辐射声场的方法

：
[0001]本专利技术涉及在含有平面反射边界的半开放空间中，利用传感器阵列测量由声源直接辐射与平面边界反射叠加的总声学量分布，获得声源的直接辐射声学量分布的方法。属于声源识别定位、声场成像、近场声全息、声波分离以及噪声控制


技术介绍
：
[0002]声源辐射声学量的测量和评估一般需要在全消声或半消声标准环境中进行。对于大尺寸、复杂装备而言，通常没有这样的理想声学测量环境。例如，大型舰船的声辐射测试通常只能于存在反射边界的船坞或码头中进行。在这种情况下，受到边界反射污染的声学测量值既不能如实反映声源在测点处的辐射量级，也不能结合建立在自由空间中的近场声全息方法，来重构声源在三维空间中的外辐射声学量分布。
[0003]基于傅里叶声学法的半空间声场重构方法仅适用于全息测量面为规则的几何形状(平面、柱面或者球面)的情形。基于逆边界元法和等效源法的半空间声场重构方法需要针对声源表面设置大量离散节点和等效源点，由此而引出巨大测点数目和求逆计算量的需求。

技术实现思路
：r/>[0004]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.半开放空间中重构声源直接辐射声场的方法，其特征在于：包含如下步骤：S1.建立以半空间球面波基函数的线性叠加表述声源直接辐射与边界反射声贡献的总声压场的数学模型；以声源几何中心O1在边界上的投影O为原点建立全局坐标系，O1的全局坐标记为h
s
为O1到边界的距离；O1关于边界的镜像点记为O2；通过对全局坐标系平移，以O1和O2分别为原点建立局部坐标系，场点x在两局部坐标系中的坐标分别记为x1≡(r1,θ1,φ1)和x2≡(r2,θ2,φ2)，三者之间满足如下关系：x1＝x
‑
h
s
e
z
,x2＝x+h
s
e
z
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，e
z
为z
‑
向单位向量；对于稳态声场，场点x处的半空间总声压p
half
(x；ω)可以表述为有限项半空间球面波基函数的线性叠加：其中，ω为声波角频率；ψ
jhalf
(x；ω)为半空间球面波基函数；c
j
(ω)为基函数展开项系数；j为展开项序数，J为展开项项数；半空间球面波基函数ψ
jhalf
(x；ω)的表达式为：ψ
jhalf
(x；ω)＝ψ
j
(x|x
‑
h
s
e
z
；ω)+ψ
j
(x|x+h
s
e
z
；ω)+ξ
j
(x|x+h
s
e
z
；ω)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，ψ
j
(x|x
‑
h
s
e
z
；ω)和ψ
j
(x|x+h
s
e
z
；ω)分别为表述声源及其镜像虚源直接辐射声的第j项自由空间球面波基函数；在球面坐标系中，ψ
j
的表达式为：其中，为第一类球汉克尔函数，k＝ω/c为声波波数，c为声速；为球谐函数；在式(2)～式(4)中，整数n，l和j满足关系式j＝n2+n+l+1，其中，
‑
n≤l≤n，0≤n≤N，N为n的截断值；在计算式(3)时，其右边的前两项分别代入局部坐标x1和x2进行计算；ξ
j
(x|x+h
s
e
z
；ω)表述边界声，其表达式为：其中，其中，以及在式(5)～式(8)中，R
p
(θ2；ω)、F(w)和w分别为声压反射系数、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周达仁，卢奂采，程相乐，汝泽宇，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：