基于声辐射模态的双面Patch近场声全息技术

针对近场声全息技术在应用过程中遇到的外界干扰和测量孔径效应的双重问题,提出了基于源强密度声辐射模态理论的双面Patch近场声全息技术。经过理论分析和公式推导,建立了由声辐射模态叠加表达的声场声压数学模型。首先,采用双面声场分离技术清除测量面背向干扰源的影响;然后,对分离数据进行内插与外推,等效增加声源在全息面处的声压数据,减小了测量间隔;最后,获得了声源在非自由声场环境下具有高空间分辨率的全息图像。与传统的分离方法和Patch技术相比,所提方法综合考虑了相关参数的优化选择与控制,便于应用与推广。为了验证该方法,在理论工作的基础上,以刚性脉动球为对象进行了仿真研究,以音箱为对象进行了试验测试,相关结果证明了该方法的有效性与正确性。

基于局部测量的复杂封闭空间结构表面声振响应重建方法

针对由复杂封闭空间结构振动形成的内部声场,提出了一种基于局部近场声全息声场分离技术的结构表面声振响应重建方法。该方法利用等效源法实施方便、计算稳定且适用于任意声源形状的特点,可根据实际需要有针对性地对振动结构上所感兴趣的局部区域进行建模,而不必对整个振动声源进行全场测量。通过在覆盖局部振动区域的两个半封闭表面上完成一组声压测量,利用基于等效源法的双面声场分离技术去除来自测量面背侧的干扰声,再结合结构表面的导纳边界将干扰声在其表面的散射场分离出来,还原在自由场条件下的辐射声场,实现对振动结构表面声压与法向振速的重建,进而获得该区域表面各单元对内部声场的辐射声功率。数值仿真实验结果验证了所提方法的有效性和正确性,可为解决复杂封闭空间结构的振动噪声治理问题提供一种有效手段。

基于双层统计最优近场声全息的声场分离技术

传统的统计最优近场声全息应用在单层阵列中,要求声源位于测量面的一侧,即另一侧必须为自由声场。但在很多实际情况下(如车舱中),可能会存在各个方向的声波反射,很难达到全息面一侧的声场为自由声场。为克服这个问题,将统计最优近场声全息应用在双层阵列中来实现声场分离,在给出理论推导的基础上通过数值仿真研究验证了该方法的可行性,并采用自行研制的2×5×5双层方阵进行实验,验证了该方法的有效性。

尾缘修型对探针支杆尾迹抑制作用的数值研究

为减小压气机试验中探针支杆尾迹对下游被测流场的干扰,以圆柱型探针支杆为研究对象,对其尾缘结构进行椭圆状修型处理,并采用数值模拟方法对支杆尾缘修型进行参数化研究,分析了修型几何参数对支杆尾迹旋涡抑制作用的变化规律。研究表明:支杆尾缘实施椭圆修型后所产生的总压损失随着椭圆长短半轴比值的增大而逐渐减小;当进口马赫数不大于0.50时,尾缘修型可推迟支杆表面附面层的流动分离,降低支杆尾迹掺混损失;当进口马赫数大于0.50时,尾缘修型虽能降低激波强度,但由于未能推迟壁面附面层分离,对尾迹损失抑制作用减弱。

用小型传声器阵列测量环境噪声中简单声源声压级

常规声级计测量到的是目标声和环境噪声的总声压,不具备抑制环境噪声的功能。为此使用以球面波函数叠加逼近理论为基础的声波分离方法,用以提升环境噪声中简单声源声压级的测量精度。该方法以小型传声器阵列探头作为测量前端,近场声全息和声波分离为核心计算方法进行实施。为验证该方法的有效性,在全消声室内对关键参数进行了实验验证。实验结果表明,该方法在500 Hz^2 750 Hz频带内,且探头距目标声源5 cm^12 cm的近场区域,可以在环境噪声中得到较精确的目标声源的声压级。