一、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（论文文献综述）
赵开琦[1]（2020）在《界面附近目标低频振动与声辐射特性研究》文中研究说明圆柱壳和周向开口圆柱壳是工程中常见结构的简化模型,例如系泊状态、水面航行状态的潜艇可简化为部分浸没圆柱壳,而水面舰船则可简单近似为部分浸没开口圆柱壳。海面对界面附近目标的振动和声特性具有重要影响,掌握部分浸没圆柱壳及开口圆柱壳的振动和声特性,可为界面附近目标声学性能的评估和测量提供理论支持和研究思路,因此,对界面附近目标的建模及其振动和声特性研究具有重要的理论价值和广泛的工程应用前景。本文在建立部分浸没圆柱壳及开口圆柱壳振动和声特性理论模型的基础上,采用理论计算和实验验证相结合的方法,对理论模型进行全面验证,并基于圆柱壳中弹性波的激发、传播和辐射规律,对部分浸没圆柱壳振动特性及声辐射机理进行研究。主要研究工作包括以下几个方面:1.采用薄壳理论、波数域变换和分离变量法建立了部分浸没无限长圆柱壳振动和声辐射的解析模型。利用径向振速及远场声压的频率-深度谱分析了自由液面对壳体振动及远场声压的影响,从结果中观察到一系列倾斜共振亮线和干涉条纹。结果表明自由液面在壳体表面形成的空气-流体分界点为壳体中弹性波（尤其是亚音速弯曲波）提供了新的辐射路径,共振的弯曲波从空气-流体分界点辐射并在声压的频率深度谱中形成一系列倾斜的共振亮线;此外,沿壳体不同部分（干壳体或湿壳体）传播并辐射的弯曲波在接收点处发生干涉,在声压的频率-深度谱中形成向上弯曲和向下弯曲的干涉条纹。2.考虑壳体两端边界条件,利用模态展开法、波数域变换及分离变量法建立了部分浸没有限长圆柱壳振动和声辐射的解析模型。计算了半潜有限长圆柱壳的径向振速、均方振速、辐射声功率、远场声压、周向和轴向声压指向性,并与无限域中有限长圆柱壳的相应量对比,全面分析了半潜与无限域中有限长圆柱壳振动和声辐射特性的差别。在最低阶压缩波共振频率以下,可将有限长半潜圆柱壳的周向和轴向指向性分别近似为一对点偶极源和线偶极源的同相叠加,并给出相应预报公式。这是一种预报部分浸没有限长圆柱壳指向性的新方法。3.设计了部分浸没圆柱壳模型的振动和声辐射水池实验,开展了圆柱壳连续下潜时壳体径向振速和辐射声压的测量,得到了相应的频率-深度谱。利用圆（弧）形接收阵测量了半潜有限长圆柱壳的辐射声功率、周向和轴向声压指向性。实验结果验证了解析模型。实验中观察到了有规律的共振亮线和两种干涉条纹,可由预报公式准确预报。4.建立了部分浸没无限长和有限长开口圆柱壳的振动和声辐射解析模型,并进行水池实验验证。有限长开口圆柱壳在对称激励下只出现周向和轴向的对称模态。计算并测量了部分浸没开口圆柱壳的径向振速和辐射声压的频率-深度谱,同样可观察到共振亮线和干涉条纹。利用真空中和外部为流体负载圆柱壳中弹性波的相速度可近似估算不同浸没深度下开口圆柱壳的共振频率。5.考虑小幅规则波浪,建立了波浪条件下部分浸没圆柱壳的振动和声辐射解析模型,并开展了波浪条件下的水池实验验证。以实验和理论方法讨论了波浪周期和波幅对壳体振动和声特性的影响规律。结果表明:波浪会对壳体的共振频率产生调制作用,波浪周期决定波浪对壳体共振频率的频率调制特性,波浪幅度决定壳体共振频率的波动范围。基于新的声辐射机理,解释了波浪对部分浸没壳体振动和声辐射调制作用的产生机理,并给出了壳体共振频率起伏的预报公式。通过本文的工作,对部分浸没壳体的振动和声特性有了更深入的认识。特别是水面在壳体表面形成的空气-流体分界点为亚音速弯曲波提供了新的辐射路径,并在声压的频率-深度谱中形成了共振亮线和干涉条纹等丰富的频域特征。这一新的机理,一方面可以在低于最低阶压缩波共振的频段,准确预报部分浸没有限长圆柱壳的周向和轴向声压指向性;另一方面,可对部分浸没开口圆柱壳辐射声压谱中的共振亮线和干涉条纹进行预报,但开口圆柱壳的共振条件与封闭圆柱壳不同;最后,通过考虑有波浪入射时部分浸没圆柱壳的振动和声特性,给出了波浪对部分浸没圆柱壳共振频率的调制特性的预报公式,为工程应用提供了理论依据。
吴彪[2]（2020）在《基于声全息法的高压共轨柴油机噪声识别研究》文中指出随着汽车保有量与工程机械、农业机械数量的快速增长,柴油机将面临严格的噪声和尾气排放限值、低燃油消耗和高可靠性等挑战,对柴油机比质量、噪声和排放等也提出更高的要求。内燃机属于多噪声耦合动力装置,控制噪声一直是内燃机研究领域的难点。噪声控制的前提是准确识别和定位噪声源,近场声全息法除了能测量“传播波”还能测量近场“倏逝波”,在低频空间具有很好的优越性,被广泛应用于声源识别。因此,基于近场声全息理论开发噪声源测试与噪声分析系统,对于高压共轨柴油机的噪声控制具有重要意义。课题基于近场声全息理论,应用实验室开发的测试系统,在台架进行高压共轨柴油机的噪声采集与声源识别,分析原测试系统程序存在的问题,提出优化方案。完成了以下模块开发与测试工作,重新设计程序框架,选用While+事件结构;添加功能模块包括单目视觉系统、声品质分析、声像匹配模块;重新编写数据采集、信号保存模块;优化相应模块,将编写的子系统集成并优化整个测试系统,具体如下:（1）视觉子系统程序编写及试验验证分析视觉成像理论,基于Labview中的视觉函数编写视觉模块,视觉模块主要功能包括:图像采集、图像标定、图像处理和图像保存。完成视觉模块编写后,利用工业相机、工业网线连接电脑主机和显示器验证视觉系统能否实现编写功能,试验证明视觉模块能完成相应功能。（2）噪声采集子系统编写分析发动机噪声信号类型,由此选择频谱分析、倒频谱分析、能量谱分析、倍频谱分析、小波（Wavelet）和小波包（Wavelet Packet）分析对发动机信号进行处理。系统的推导时频分析算法,利用Labview编写信号采集、信号处理、信号保存等模块。（3）声像匹配模块编写并通过已知声源验证系统的功能声像匹配模块属于结果后处理,图像标定知道世界坐标和图像坐标的转换关系,近场声全息法重建声源面声压分布,利用已知重叠关系把声源面重建结果重叠到图像上,从而实现声场可视化。利用测试系统采集已知声源信号,验证了系统能实现声源定位,声像匹配功能等。（4）台架试验在发动机台架上搭建测试系统软硬件,在两个大气压力与三个转速下,扫描并重建主/次推力侧声源,并对油底壳和发电机噪声源进行相应的信号分析。整个测试系统开发与研究结果表明:（1）开发的测试系统,人机界面友好,程序框图更加简洁;增加的声品质分析模块、视觉模块、声像匹配模块能实现相应功能;（2）同一大气环境,测试机型随着转速升高,发动机声压级升高;对比不同大气环境,在标准大气压下,发动机声压级变小。（3）测试机型辐射噪声主要出现在油底壳、发电机、打气泵、中冷器进气管、排气管、脚架、涡轮增压器、进气支管、飞轮壳、气门室罩盖等。（4）台架间测试机型响度幅值出现在0.9Bark-2.1Bark;粗糙度幅值出现在10Bark-12Bark;尖锐度幅值出现在19Bark-20Bark。
张宇涵[3]（2020）在《水下结构噪声源声场重建方法研究》文中认为噪声源的测试与分析是减振降噪领域中一项重要的研究内容,在机械振动系统中查找主要噪声源的位置,确定噪声源的空间分布,可以为减振降噪措施的正确实施提供依据,为提升潜艇的声隐身性能,保障其隐蔽作战能力。针对潜艇内部机械结构复杂,源多密集且耦合严重,各噪声源之间具有较强相干性等问题,如何选择和使用适合的水下结构噪声源声场重建方法,确定主要噪声源的空间分布及相对强度大小,是实施减振降噪措施的先导条件,因此开展水下结构噪声源声场重建方法的适用性分析对于实际的工程应用具有重要意义。本文首先从水下结构噪声源辐射声场特性分析入手,综合分析了边界元方法、波叠加方法、Kirchhoff近似方法及单元辐射叠加法的适用情况,建立了由结构表面振动到声场间的声传递关系,并基于单元辐射叠加法构建了水下典型结构（有限长简支圆柱壳）的矢量声场模型,并仿真验证了模型在不同频段声场计算结果的准确性。基于水下结构噪声源的声辐射特性,推导得到矢量阵的声传递矩阵,并根据近场声全息方法实现低频情况下的声场高精度重建;聚焦波束形成方法在中高频情况下实现噪声源的等效声源分布重建,因此论文主体研究脉络是采用全息—聚焦综合声场重建方法以保证在全频段可以获得具有较为理想的声场重建结果。本文重点研究了全息—聚焦综合声场重建方法。在低频段,基于单元辐射叠加法构建的矢量声场模型,分别采用复声压及复质点振速数据进行了结构声源表面振速的重建。通过理论推导及仿真对两种情况下的误差敏感性进行了详细对比分析,结果表明基于复质点振速的重建过程及结果更为稳健可靠。文中采用Thikhonov正则化方法稳健重建过程,探究了最优正则化参数的计算与选取方法,并对影响重建性能的参数条件进行了分析,确定了最优的参数范围。在中高频段,采用聚焦波束形成方法分别对单频及宽带激励下的结构声源声场进行重建。通过对结构声源声辐射特性的分析,选取合适的聚焦面进行等效声源的重建。文中将常规聚焦波束形成与高分辨算法进行了仿真对比分析,结果表明高分辨算法对于导向矢量的匹配度要求较高,而常规波束形成的宽容性较好,在导向矢量不完全匹配的情况下,可以实现声场重建过程。在理论和仿真分析基础上,通过对实比例舱段激振器模拟噪声源的试验数据进行分析,分别对全息方法在低频情况及聚焦波束形成方法在中高频情况的适用性及有效性进行了综合分析。研究结果可为确定较为优化的声场重建技术路线与方法,进而为实际工程应用提供试验数据分析结果支撑。
韩金风[4]（2019）在《平面阵阻抗特性声全息测试方法研究》文中进行了进一步梳理换能器基阵的辐射阻抗特性是其重要性能指标之一,如何快速准确的获得基阵辐射阻抗成为了热门话题。对基阵的阻抗特性进行分析,可以采用数值计算方法,但是这仅在换能器设计初期具有一定指导作用,而实际应用时,阵列的辐射阻抗特性将与仿真结果之间存在一定偏差,所以,阵列辐射阻抗特性测量方法研究对换能器基阵研制工作非常重要。近场声全息技术是一种有效的噪声源识别技术,可以利用全息面上的复声压测量数据反演得到源面上的声压与振速,因此,本文针对平面换能器基阵,提出了平面阵阵元自/互辐射阻抗特性声全息测试方法,采用近场声全息方法反演声源表面信息,进而获得源面的辐射阻抗特性。文中开展了不同基阵情况下的数值仿真分析,仿真结果表明,在满足全息测量条件时,阵元阻抗特性反演结果精度较高。基于平面声呐阵阻抗特性近场声全息法测量原理模型,开发了低频平面阵阻抗特性全息法分析软件,该软件较好的实现了人机交互功能,可以通过软件直接控制试验仪器,对采集数据进行全息处理并显示。在消声水池中采用基于低频水声换能器进行了近场声全息测量试验研究,在实验过程中对所开发的平面阵辐射特性声全息测试软件进行了联调,实验结果表明,采用近场声全息方法测试换能器阻抗特性具有一定的可行性。
李婷[5]（2018）在《被动相位共轭法进行声聚焦的改进方法研究》文中提出舰艇的辐射噪声是威胁其自身安全和影响其作战能力的一个重要因素。降低舰艇辐射噪声需要先确定其噪声源的位置和辐射特性,从而有的放矢地对辐射噪声进行控制。通常情况下,复杂的海洋环境会对声源的定位、聚焦和成像造成影响,但是有研究表明,在某些情况下,复杂的海洋环境能够增强相位共轭法的聚焦效果。当基于相位共轭法进行声聚焦的过程是通过数值仿真实现时,此聚焦过程也称为基于被动相位共轭法进行的声聚焦,通常用于水下声源的定位和成像中。虽然相位共轭法能够实现声波的反向传播和自适应聚焦,但是其聚焦的焦点尺寸较大。在自由空间中,其焦点尺寸受半波长衍射极限的限制,并且随着测量距离的增大,焦点尺寸也增大。由于较大的焦点尺寸不利于对声源位置的精确判断,因此本论文针对相位共轭法的上述限制,对缩小焦点尺寸的问题展开了研究。论文中提出了被动相位共轭法的两种改进算法:人工迭代相位共轭法和分裂人工迭代相位共轭法,并证明了它们缩小焦点尺寸的能力。论文主要的研究内容如下:（1）介绍了相位共轭法的基本理论,梳理了相位共轭阵常用的三种收发形式之间的关系。在自由空间中,给出了均匀线列阵基于相位共轭法聚焦点声源的远场波束函数,指出改变线列阵的阵列参数能够实现缩小焦点尺寸的目的,并利用数值仿真验证了结论。通过对比不同收发形式的聚焦效果,得出基于测量声压采用单极子源发射（Monopole phase conjugation,PC/M）和基于测量声压梯度采用偶极子源发射（Dipole phase conjugation,PC/D）这两种收发形式的聚焦效果较好的结论,作为后续研究中选择阵列收发形式的依据。（2）基于被动相位共轭法,提出了人工迭代相位共轭法。此方法是通过数值仿真迭代每个阵元基于相位共轭法聚焦的过程,来增强聚焦的效果,并结合基阵的指向性实现缩小焦点的目的。依据PC/M和PC/D两种收发形式,给出了人工迭代相位共轭法的两种计算公式。理论分析表明,在自由空间远场中,均匀线列阵基于人工迭代相位共轭法聚焦点声源,焦点尺寸与迭代次数N成反比。随着迭代次数的增加,焦点尺寸减小的同时栅瓣干扰靠近主瓣,会导致对声源位置的误判。为了解决此问题,提出利用相位共轭法聚焦的焦点作为人工迭代相位共轭法聚焦的搜索范围,对于Ne个阵元的均匀线列阵,在此范围内不出现栅瓣干扰要求迭代次数N<Ne-1。数值仿真和实验对此改进算法的有效性进行了验证。接收线列阵在距离声源1倍波长处,基于人工迭代相位共轭法聚焦的焦点尺寸达到约1/3波长,突破了衍射极限的限制。在远场中聚焦的焦点尺寸达到基于被动相位共轭法聚焦的焦点尺寸的5.6%,实现了缩小焦点尺寸的目的。（3）基于人工迭代相位共轭法,提出分裂人工迭代相位共轭法。该方法将分裂互相关公式引入人工迭代相位共轭法中,既保留了增加迭代次数能够缩小焦点尺寸的优点,又具有比人工迭代相位共轭法更小的焦点尺寸和更好的旁瓣抑制能力。依据PC/M和PC/D,给出了分裂人工迭代相位共轭法的两种计算公式。理论分析表明,线列阵位于自由空间远场中,相同迭代次数的情况下,基于分裂人工迭代相位共轭法聚焦点声源的焦点是人工迭代相位共轭法聚焦焦点尺寸的一半。数值仿真和实验对此改进算法的有效性进行了验证。接收线列阵在距离声源1倍波长处,基于分裂人工迭代相位共轭法聚焦的焦点尺寸达到约1/7波长,突破了衍射极限的限制。在远场中,聚焦的焦点尺寸达到基于被动相位共轭法聚焦的焦点尺寸2.8%,实现了继续缩小焦点尺寸的目的。（4）在对线列阵进行了讨论的基础上,在自由空间中,讨论了三种常用平面阵（圆周阵,十字阵,矩形阵）基于相位共轭法和所提出的改进算法的聚焦特性。理论上给出了平面阵聚焦的远场波束函数,分析了可能影响焦点尺寸的阵列参数。在自由空间中,数值仿真对比了三种平面阵聚焦的效果,结合理论分析的结论确定能够影响焦点尺寸的阵列参数。理论分析、数值仿真和实验验证表明,所提出的两种改进算法都能够有效提升平面阵的聚焦效果。在近场和远场中,当平面阵的阵列特征尺寸和阵元个数相同时,基于测量振速采用偶极子源发射的圆周阵聚焦效果最好。在其它参数不变的情况下,增大圆周阵的尺寸能够缩小聚焦的焦点尺寸。通过以上几个方面的研究,为提升基于被动相位共轭法进行声聚焦的性能提出了切实可行的方案,并为发展基于相位共轭法对噪声源的聚焦成像技术提供了新思路。
徐芳[6]（2017）在《一维声传播方程约束下双平面近场声全息研究》文中进行了进一步梳理近场声全息技术是噪声源定位和识别的一种重要途径,依据噪声源表面附近测得的声场信息即可计算得到噪声源表面的声学信息量大小和分布,以及实现声场空间中任意点的声压、振速、远场指向性的预报。因此,近场声全息技术广泛应用于噪声源目标的探测和结构强度的分析等相关领域,而如何进一步提升声全息的重建精度已然成为当前声学领域一大研究热点。本文以水下弹性结构为研究对象,采用边界元法,开展一维声传播方程结合声场测点的双平面声全息测量方法研究。考虑边界元法声全息中奇异积分问题,采用一维声传播约束条件和等参变换法两种处理方法,通过对水下球壳模型算例的数值计算,开展了两种奇异积分处理方法的仿真对比研究。基于前人工作的基础上,提出了横向截面测点结合双平面的声全息测量方法。针对球壳模型,分别建立添加一维声传播测点和横向截面声场测点的双平面声全息理论模型,结合边界元法声全息,开展了不同的测点选取方式对重建精度的误差影响分析。针对近场声全息重建结果不准确性问题,研究了全息面位置、大小、形状和采样点间距等重建参数的变化对重建精度的影响。选取单层圆柱壳体为试验模型,分别在自由场和半空间声场环境下,采用添加测点的双平面近场声全息测试理论模型,开展双平面近场声全息测试实验。实验结果验证了文中所提出的一维声传播测点和横向截面测点结合双平面近场声全息测量方法及奇异积分处理方法对提高全息重构精度的有效性。
肖妍[7]（2015）在《水下弹性结构噪声源识别方法研究》文中认为潜艇、鱼雷等水下航行器的生存能力和战斗力在很大程度上取决于自身的声隐蔽性及其声探测能力,而有效控制和降低水下航行器的辐射噪声,必须了解其主要噪声源位置、贡献大小、主要能量传播方式和途径等。因此,噪声源的识别与定位一直是水声领域的热点问题。本文主要针对水下弹性结构,分别从表面源强度近场声全息重构方法及结构内部激励力源识别匹配场处理方法两个方面开展了研究。针对边界元法声全息变换公式中的表面奇异积分问题,提出了施加一维声传播方程约束条件的处理方法,建立了一维声传播方程约束条件下的弱奇异积分方程。采用这种方法只需要在计算积分方程时,添加源面上参考点的约束条件,并不需要更改积分方程的形式,也不需要添加声场测点,即可实现强奇异积分的转化。采用坐标变换法,对施加了一维声传播方程约束条件后的弱奇异积分进行了处理。考虑实际工程应用,提出了双平面结合一维声传播方向声场测点的边界元法近场声全息测试模型,并分析了一维声传播测点选择方式对重构误差的影响,采用这种新的全息测试模型可以大幅度的降低由于双平面测量声场截断引起的源面声压及振速的变换误差。考虑半空间中界面对源面的影响,改进了半空间环境下的全息变换方法。针对不同入水深度情况下的球壳模型源面声压及振速,进行了声全息重构数值仿真分析。结果表明,在模型与界面之间的距离较近时,必须考虑界面对源面的影响,采用文中改进后的半空间全息变换方法,源面声压及振速的重构精度有所提高。以单层圆柱壳体为试验模型,采用双平面结合一维声传播方向声场测点的边界元法近场声全息测试模型,进行了半空间环境下的全息声压测试。试验结果验证了文中所提出的表面奇异积分方程处理方法、近场声全息测试模型及改进的半空间中边界元声全息变换方法对提高全息重构精度的有效性。针对水下弹性结构内部的激励力源定位及力源强度分析问题,结合匹配场处理技术,提出一种力源识别匹配场处理方法,并建立了相应的振速拷贝场及声压拷贝场物理模型。考虑到大多数水下结构接近于圆柱形结构,以水下单层圆柱壳体作为模型,对不同激励力形式下的壳体声振特性进行分析,建立了水下结构激励力源等效方法,降低了激励源结构复杂情况下的水下圆柱壳体内部激励力源识别难度。将粒子群遗传融合算法应用到水下力源识别匹配处理中,根据不同物理量的拷贝场模型,给出了搜索算法的阈值条件选取原则。针对搜索算法的阈值条件、不同信噪比情况下的搜索精度、各种材料参数对拷贝场计算结果的影响等方面进行了数值仿真分析,验证了算法在一定信噪比条件下的稳定性。同时指出,辐射声压拷贝场对算法阈值条件要求较低,且辐射声压较之结构振动更易获取,采用声压拷贝场进行激励力源匹配识别更利于实际应用。采用单层圆柱壳体,在消声水池中进行了水下结构力源识别匹配场处理方法的验证试验。对单点力源激励情况进行了力源位置识别分析,识别结果与实际力源位置吻合良好。在两个力源同时激励时,对两个力源的源强度比例系数进行了匹配搜索。利用力源位置及源强度比例系数的匹配搜索结果对模型的辐射声压及辐射声功率进行预报,预报结果精度较高,尤其是辐射声功率,验证了本文提出的水下弹性结构噪声源识别匹配场处理方法的可行性。
马佳男[8]（2012）在《基于格林函数的近场声全息技术》文中研究说明格林函数作为声场逆问题中反映声场逆向传递的特征函数，在近场声全息技术发展过程中扮演着重要角色，是建立从声场到声源反演模型的理想函数。近场声全息技术作为近些年来比较热门的噪声源识别技术，能够根据已知的声场分布信息，有效地重建声源和预报其声场的相关特性，并在实际工程应用中具有较好可操作性和工程实现性。本文以格林函数为研究基础，给出了适用于不同类型声场重建的格林函数，并通过优化格林函数算法的方法对现有近场声全息技术中存在的问题进行了系统、深入的研究。本文首先系统的总结和推导了运动流体介质下平面近场声全息技术的基本理论，建立和讨论了运动流体介质中波动方程、Helmholtz-Kirchhoff积分方程、空间声场变换之间的内在关系。给出了运动流体介质下适用于两种典型边界条件声场重建的格林函数（Dirichlet边界条件、Neumann边界条件）及波数域滤波器，并通过数值仿真对比分析了运动和静止介质下两种格林函数的空间分布特点，说明了运动介质对声场波数空间的影响。通过仿真计算验证了利用这两个典型边界条件下格林函数对声场重建的有效性和可行性，并通过对采样点数（或采样间隔）、测量距离、重建距离以及马赫数的计算参数的讨论分析，给出一些有利于今后工程应用值得参考的测量范围。针对静止介质中Neumann边界条件下基于振速测量的格林函数辐射圆周存在的奇异性，给出了两种与K-空间抽样格林函数不同的格林函数有限离散化算法：K-空间积分格林函数法和实空间积分格林函数法。通过数值仿真分析了三种格林函数算法分别在波数空间和实空间的分布特点，讨论不同的计算参数对这两种格林函数分布的影响，给出了两种格林函数优化算法相对于K-空间抽样格林函数辐射圆周上奇异性作出的改进。利用这三种格林函数有限离散化方法对不同类型声源的声场进行重建，以考查作为优化算法的两种格林函数对该条件下改善重建精度以及重建分辨率的贡献。根据柱面近场声全息技术现阶段存在的两个问题，给出了相应的公式推导和仿真运算。一个是针对Neumann边界条件下的声场应用柱面近场声全息技术，另一个针对的是基于柱面声场测量时，声场存在相干声源时，如何应用两种测量方法分离目标声源并对其进行声场重建。首先，利用数学物理方法中的相关定理计算得到Neumann边界条件下基于法向质点振速测量和基于声压测量格林函数的渐进表达式，通过仿真计算验证该表达式的正确性，并通过仿真分析对比了这两种测量方法的优劣性。其次，研究了柱面相干声源的分离技术。通过基于声压联合振速测量的单全息面方法和基于声压、振速测量的双全息面方法，仿真计算了相干声源分别在完全对称、不完全对称以及完全不对称的条件下，干扰源不同强度对目标声源重建精度的影响，对比了两种测量方法的优劣性。针对声场中存在的瞬态声场，给出了基于三种格林函数算法的时域近场声全息技术。通过对这三种格林函数空间分布特点的分析，给出了这三种格林函数可能在重建过程中对重建精度产生影响的因素，并根据这三种格林函数的计算特点，计算了每个格林函数在一定参数条件下的运行时间，分析了其对声场重建效率的影响。以单极子源伴随缓慢变化的空间复包络振荡和整体波动的辐射声场为例，利用这三种格林函数对该声场进行重建，并通过计算给出了对空间复包络进行调制的方法，通过计算参数对三种算法下的重建精度进行讨论。通过对三种格林函数声场重建特点的分析，采用基于FFT变换算法的K-空间格林函对无限大刚性障板上圆形活塞产生的瞬态声场进行重建，分析各个计算参数对声场重建精度的影响。最后，开展针对水下噪声源利用平面近场声全息技术的实验研究，探讨基于本文算法的近场声全息技术的可行性和准确性，考查基于声压测量和基于振速测量方法对声场重建精度的影响，以及两种测量方法下不同算法对重建精度的影响。理论分析结果和实验数据处理结果基本一致，为其下一步的实际工程应用提供了实验基础。
郭小霞[9]（2012）在《水下结构辐射噪声源快速诊断识别研究》文中认为辐射噪声一直是衡量舰船战斗力及生存能力的主要性能之一，是各种声学武器探测的主要目标及破坏其声隐身性能的最主要因素，会直接影响本艇声呐的工作性能，因此降低这类水下航行器的辐射噪声具有重要意义。为了有针对性的开展噪声控制，同时为水下航行器声学设计中的噪声指标提供实际依据，开展噪声源识别定位技术研究，估计水下航行器各噪声源对噪声贡献的大小，以及噪声源的空间分布，然后针对贡献大的源采取降噪措施，可为研制高隐蔽性能的水下航行器提供坚实的技术支撑。因此，研究这类水下结构辐射噪声的快速诊断及识别技术对于其减振降噪、降低辐射噪声，提高自身隐身性能具有十分重要的意义。但是研究这类水下结构辐射噪声存在一定的困难，其中包括如何高效获取测量数据，并研究相应的数据处理算法；如何采用少量水听器完成测量，缩减测量成本；如何综合利用声场中的声压量、振速量，获得更有意义的工程应用等问题。针对水下结构辐射噪声定位识别中存在的这些问题，本文做了如下研究：首先简要介绍了水下结构辐射噪声源定位识别的研究背景，概述了水下结构振动辐射噪声的基本特性，回顾总结了噪声源识别与近场声全息技术的发展概况，并对其中的近场声全息技术进行重点论述。针对应用近场声全息技术对水下结构辐射噪声源的识别定位这一目标，详细讨论了现有各种噪声源识别方法的优缺点，在此基础上提出需要解决的问题，确立了本文的研究基础。然后，研究Helmholtz方程最小二乘法（HELS）的基本理论，得到振动体辐射声场的近似解，在此基础上推导基于振速测量的HELS方法，并联合基于振速测量的HELS算法和HELS基本算法进行数据处理，针对存在离散非适定性的问题，提出利用正则化方法减小误差影响。通过数值仿真验证，得出该算法在一定条件下可以对声源比较精确的识别，同时声压-振速联合处理算法可以分离相干声源，为了获得一定的声场重建精度，要求测量面与重建面之比至少为1.2，且当声场中存在多个声源时要求两两声源间至少存在3个采样点；在测量信号包含噪声时，必须采用正则化方法才能而得出正确解，比较发现信噪比越低正则化效果越明显；利用声压-振速联合处理方法完全可以从相干声场中较准确的分离出单个声源的各个声场量，尤其对于声场贡献大的声源具有较高的重建精度，拓展了HELS方法的应用范围。研究HELS算法在全息测量和重建过程中各参数的选取问题，其中包括适配点位置、基函数个数、采样间隔、测量面位置及大小，通过数值仿真研究了最优化参数的存在性，结合HELS算法的物理机理和数学模型，分析了各个最优参数的合理性，快速获取最优参数，从而为HELS算法在工程中利用小测量面快速有效的应用提供依据。研究基于移动框架技术的运动声全息方法，对存在多普勒频移的测量数据进行处理，获得无相对运动时声场的空间分布，并提出其与HELS算法相结合的处理任意形状的运动结构体噪声源识别方法；针对水下测量中存在坐标误差的问题，提出利用MUSIC近场聚焦波束形成对声源的轨迹进行修正，通过一系列的数值仿真研究，得到如下结论：该算法只适用于马赫数小于0.1的情况；当声场为存在多个声源的复杂场时，该组合算法只适用于重建声源频率小于等于2.5kHz的辐射场；仅要求测量面为声源面的1.3倍，为其工程应用提供了方便；利用修正后的坐标数据进行声场重建对幅值重建精度和相位重建精度都有不同程度的改善，有效的解决了测量耗时长的问题。研究基于HELS算法局部近场声全息方法的理论与应用，首先从数学的角度证明了利用一系列球面波函数的加权和近似声场的完备性，为HELS算法在外推声场中的应用提供了坚实的理论基础；其次详细的给出了该算法的外推过程和声场重建步骤；最后对应用该组合算法时的参数选择和重建声场的准确性进行研究，仿真分析测量面大小和声场外推区域选取的问题，并与常规声场重建方法进行比较。通过分析得出存在最小测量面既可以保证一定的声场重建精度又节约工程成本；外推数据的点数不超过实际测量数据的点数。在小测量孔径条件下，基于HELS算法的Patch NAH的声场重建性能远优于常规NAH，有较高的工程应用价值。最后，开展水下噪声源近场定位识别方法试验研究，探讨基于本文方法的噪声源定位识别的可行性和准确性。介绍消声水池现有的硬件平台，设计完成全套水听器阵列与采集系统，实验方法和实施过程。在此基础上，在消声水池内以球形声源为研究对象，进行噪声源定位识别的实验研究，完成实验室内实验数据采集；在松花湖内以圆柱形和鱼唇形发射换能器为研究对象进行试验研究，完成外场实验的数据采集；最后对实验结果分析表明：本文方法是可行的和准确的，为其在工程应用打下基础。
陈欢[10]（2011）在《直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究》文中研究指明潜艇的声隐身性能是衡量潜艇的安全性和作战性能的重要指标。辐射噪声是各种无源声呐和声学武器探测潜艇的主要目标信息,是破坏其声隐身性能的主要因素,自噪声则直接影响本艇声呐站的工作性能,因此降低潜艇水下噪声具有重要意义。为了有针对性地开展噪声控制,同时为潜艇声学设计中的噪声指标提供实际依据,开展噪声源识别分离技术研究,查找系统中的主要噪声源及确定各类噪声源的贡献具有重要意义。随着减振降噪技术的发展,以往的噪声源定位识别方法和分析手段已无法有效获得噪声源信息,因此研究适用于潜艇大尺寸、复杂系统,同时便于工程实施的噪声源近场定位识别方法,成为潜艇噪声控制和减振降噪技术的关键。本文首先阐述了近场声聚焦技术在噪声源定位识别方面的优势,在回顾近场声聚焦技术理论发展及其工程应用研究的基础上,以线列阵近场声聚焦技术在潜艇噪声源定位识别上的应用为研究背景,对测量面为平面和柱面的噪声源近场高分辨定位识别方法、及能抑制基阵灵敏度误差和相位误差的稳健噪声源近场定位识别方法等方面进行了系统、全面的理论和试验研究。本文首先以基阵近场理论为基础,从理论上阐述了近场声聚焦的基本原理,并给出均匀线列阵聚焦空间分辨率的计算公式,分析测量距离和基阵孔径等参数对聚焦空间分辨率的影响,并针对近场聚焦的空间混叠问题提出了定位模糊判决方法,可以用于指导基阵的阵形设计。本文针对常规近场聚焦波束形成和MVDR近场聚焦波束形成等定位识别方法的不足,重点研究了基于幅度相位联合补偿的MVDR、MUSIC近场聚焦波束形成方法。该方法可以实现噪声源相对强度估计,且在一定条件下可以有效降低信号频段和测量距离对算法性能的限制,提高基阵在低频段的聚焦空间分辨率,在高频段具有更强抑制空间混叠能力,具有更低的旁瓣级,及更强的抗干扰能力,更小的声源强度估计误差,更高的定位精度。针对极值搜索类算法不适用于相干源近场定位识别问题,提出了基于最大似然估计相干源近场高分辨定位识别方法,并利用遗传算法寻求最大似然估计全局最优解。该方法具有较高定位精度,且仅利用小孔径基阵就可实现相干源近场高分辨定位,同时不受阵列几何结构的限制。针对近场声聚焦技术难以实现端射方向噪声源定位识别问题,提出了基于虚拟旋转变换技术的端射方向噪声源近场定位识别方法,分析虚拟阵列孔径、测量距离、信噪比、观测区间等参数对算法性能的影响,并给出该方法的具体应用条件。本文针对潜艇辐射噪声的宽带连续谱成份,研究了基于子带分解和聚焦变换技术的宽带噪声源近场高分辨定位识别方法。该方法将子带分解和聚焦变换技术,与幅度相位联合补偿的极值搜索类算法有效结合,从而可实现宽带非相干源和相干源的相对强度估计和声源空间位置估计,并对上述方法的空间谱特性、定位性能和聚焦空间分辨率进行了对比分析。本文研究了适用于潜艇模型的测量面为柱面的噪声源近场高分辨定位识别方法,并对算法的性能进行详细分析。为解决线列阵近场定位中的左右舷模糊问题,提出矢量声压组合基阵的柱面近场高分辨定位识别方法,该方法通过在声压基阵中配置单只矢量水听器,将矢量水听器与柱面高分辨近场定位识别方法的优势成功结合,在实现水下噪声源近场高分辨定位识别的同时,利用矢量水听器单边指向性,去除近场定位中的左右舷模糊,同时对算法的舷侧模糊压制能力、声源相对强度估计误差等性能进行对比分析。本文研究了阵列流形失配下的稳健噪声源近场定位识别方法,该方法可以准确获得所需要的对角加载值,抑制阵列流形失配对基于幅度补偿的MVDR近场聚焦波束形成性能的影响,提高定位识别方法的稳健性,对算法的性能进行了详细的对比分析。提出了基于单辅助矢量水听器的基阵误差校正方法,利用精确校正的单只矢量水听器作为辅助基阵,可以在远场或近场对声源空间位置和基阵误差进行无模糊联合估计,只需要参数的一维搜索,运算量小不存在参数联合估计的局部收敛问题,分析了信噪比、声源空间位置等参数对校正结果的影响。本文开展了消声水池试验和实艇海试测量试验,验证了本文算法的有效性,理论分析结果和试验数据处理结果基本一致,为噪声源近场高分辨定位识别方法下一步的实际工程应用提供了试验基础。
二、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（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、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（论文提纲范文）
（1）界面附近目标低频振动与声辐射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水中目标振动和声特性研究方法概述 |
| 1.2.2 无限域中目标振动-声特性研究概述 |
| 1.2.3 界面附近圆柱壳振动-声特性研究概述 |
| 1.2.4 部分浸没圆柱壳振动-声特性研究概述 |
| 1.2.5 波浪条件下部分浸没圆柱壳振动-声特性研究概述 |
| 1.2.6 部分浸没圆柱壳振动-声特性实验研究概述 |
| 1.3 本文研究思路和主要内容 |
| 第二章 部分浸没无限长圆柱壳振动-声特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 半潜无限长圆柱壳 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 数值计算 |
| 2.3 部分浸没无限长圆柱壳 |
| 2.3.1 理论模型 |
| 2.3.2 数值计算 |
| 2.4 声辐射机理分析 |
| 2.4.1 共振现象 |
| 2.4.2 干涉现象 |
| 2.4.3 新的辐射机理—空气-流体分界点辐射 |
| 2.5 本章小结 |
| 2.6 附录 |
| 第三章 部分浸没有限长圆柱壳振动-声特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 半潜有限长圆柱壳 |
| 3.2.1 理论模型 |
| 3.2.2 数值计算 |
| 3.3 部分浸没有限长圆柱壳 |
| 3.3.1 理论模型 |
| 3.3.2 数值计算 |
| 3.4 声辐射机理分析 |
| 3.4.1 部分浸没有限长圆柱壳低频指向性形成机理 |
| 3.5 结论 |
| 3.6 附录 |
| 第四章 部分浸没圆柱壳振动和声辐射实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验模型及设备 |
| 4.2.1 实验模型 |
| 4.2.2 实验场地 |
| 4.2.3 实验设备 |
| 4.3 模态实验 |
| 4.4 部分浸没无限长圆柱壳模型验证实验 |
| 4.4.1 实验布放 |
| 4.4.2 结果分析 |
| 4.5 部分浸没有限长模型验证实验 |
| 4.5.1 实验布放 |
| 4.5.2 结果分析 |
| 4.6 结论 |
| 第五章 部分浸没开口圆柱壳振动-声特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.2.1 半潜无限长开口圆柱壳 |
| 5.2.2 部分浸没无限长开口圆柱壳 |
| 5.2.3 部分浸没有限长开口圆柱壳 |
| 5.3 水池实验 |
| 5.3.1 实验模型 |
| 5.3.2 实验布放 |
| 5.4 结果及讨论 |
| 5.4.1 方法验证 |
| 5.4.2 径向振速和声压的频率-深度谱 |
| 5.5 声辐射机理分析 |
| 5.5.1 无限长开口圆柱壳的振动特性 |
| 5.5.2 声辐射机理 |
| 5.6 本章小节 |
| 5.7 附录 |
| 第六章 波浪条件下部分浸没圆柱壳振动-声特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论分析 |
| 6.2.1 基本假设 |
| 6.2.2 波浪作用下圆柱壳的声辐射 |
| 6.3 水池实验 |
| 6.3.1 实验布放 |
| 6.3.2 平静水面中测量 |
| 6.3.3 波浪工况下测量 |
| 6.4 数值计算和结果分析 |
| 6.4.1 方法验证 |
| 6.4.2 参数讨论 |
| 6.5 声辐射机理分析 |
| 6.6 本章小节 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.1.1 部分浸没无限长圆柱壳的振动和声特性 |
| 7.1.2 部分浸没有限长圆柱壳的振动和声特性 |
| 7.1.3 部分浸没周向开口圆柱壳的振动和声特性 |
| 7.1.4 波浪中部分浸没圆柱壳的振动和声特性 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（2）基于声全息法的高压共轨柴油机噪声识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 发动机噪声识别研究现状 |
| 1.3 声全息技术发展历程 |
| 1.3.1 声全息技术 |
| 1.3.2 近场声全息技术概述 |
| 1.3.3 近场声全息技术应用 |
| 1.3.4 近场声全息最新进展 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 噪声测试与分析平台系统分析 |
| 2.1 基于空间FFT变换的近场声全息理论 |
| 2.1.1 基于空间FFT变换的近场声全息原理 |
| 2.1.2 基于空间FFT变换的近场声全息算法 |
| 2.2 时频信号处理原理 |
| 2.2.1 傅里叶变换及频谱分析 |
| 2.2.2 倒频谱分析 |
| 2.2.3 小波和小波包分析 |
| 2.2.4 能量谱分析 |
| 2.2.5 倍频程分析 |
| 2.3 测试系统分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于Labview的视觉系统开发 |
| 3.1 声场可视化系统模块设计与分析 |
| 3.2 机器视觉系统分析 |
| 3.2.1 图像采集原理 |
| 3.2.2 单目定位技术 |
| 3.3 基于Labview的单目采集系统开发 |
| 3.3.1 Labview软件简介 |
| 3.3.2 视觉模块简介 |
| 3.3.3 视觉模块编程 |
| 3.4 单目图像采集实验 |
| 3.4.1 视觉系统硬件设备 |
| 3.4.2 采集相机标定 |
| 3.4.3 采集图像分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于Labview的近场声全息噪声测试系统开发 |
| 4.1 噪声测试与分析系统总体设计 |
| 4.1.1 噪声采集模块软件架构 |
| 4.1.2 噪声信号采集模块 |
| 4.1.3 信号分析模块 |
| 4.1.4 声品质分析模块 |
| 4.1.5 NAH模块 |
| 4.1.6 仿真模块 |
| 4.2 声像匹配模块编写 |
| 4.3 已知声源实验 |
| 4.3.1 实验硬件设备 |
| 4.3.2 已知声源识别结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 高压共轨柴油机的噪声测试与试验分析 |
| 5.1 高压共轨柴油机噪声识别试验 |
| 5.1.1 试验方案设计 |
| 5.2 试验结果分析 |
| 5.2.1 部件噪声信号分析 |
| 5.2.2 发动机声源识别分析 |
| 5.2.3 发动机声品质分析 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文 |
| 附录1 参与项目 |
| 附录2 发表论文 |
（3）水下结构噪声源声场重建方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近场声全息方法 |
| 1.2.2 聚焦波束形成方法 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 水下结构噪声源矢量声场建模及声场重建方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水下结构声源矢量声场建模方法 |
| 2.2.1 边界元方法 |
| 2.2.2 波叠加方法 |
| 2.2.3 Kirchhoff近似方法 |
| 2.2.4 单元辐射叠加法 |
| 2.3 水下结构噪声源声场重建方法 |
| 2.3.1 全息类声场重建方法 |
| 2.3.2 聚焦波束形成类声场重建方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于单元辐射叠加法的全息声场重建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于单元辐射叠加法的矢量声场接收阵列模型构建 |
| 3.2.1 单元辐射叠加法原理 |
| 3.2.2 单元辐射叠加法计算辐射声场 |
| 3.2.3 矢量声场接收阵列模型构建 |
| 3.3 广义逆声场重建方法 |
| 3.3.1 广义逆原理 |
| 3.3.2 误差及敏感性分析 |
| 3.3.3 正则化处理 |
| 3.4 重建性能影响因素分析 |
| 3.4.1 信噪比的影响 |
| 3.4.2 测量距离的影响 |
| 3.4.3 阵列参数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于矢量阵聚焦波束形成的声场重建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水下有限长圆柱壳辐射声场分析 |
| 4.2.1 圆柱壳表面声压 |
| 4.2.2 圆柱壳辐射声场 |
| 4.3 单频激励下矢量阵聚焦波束形成 |
| 4.3.1 阵列测量模型 |
| 4.3.2 矢量阵聚焦波束形成 |
| 4.4 宽带激励下矢量阵聚焦波束形成 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实比例舱段模型试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 运动测量方法与模型 |
| 5.3 实比例舱段模型试验概况 |
| 5.3.1 测试系统 |
| 5.3.2 舱段运动轨迹定位 |
| 5.4 试验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）平面阵阻抗特性声全息测试方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 水声换能器基阵阻抗特性研究现状 |
| 1.3 近场声全息技术的研究进展 |
| 1.3.1 近场声全息技术概论 |
| 1.3.2 基于声强测量的近场声全息技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 声强测量方法的研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容 |
| 第2章 平面阵辐射阻抗特性声全息测量原理 |
| 2.1 换能器基阵辐射阻抗 |
| 2.1.1 声场对声源的反作用力 |
| 2.1.2 平面发射阵阻抗特性计算方法 |
| 2.2 基于近场声全息的平面阵辐射阻抗计算原理 |
| 2.3 基于声强测量的全息面复声压获取方法基本原理 |
| 2.4 双水听器互谱法测量声强基本原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 平面阵辐射阻抗声全息测量方法数值仿真分析 |
| 3.1 五单元线阵仿真分析结果 |
| 3.2 九单元平面阵仿真分析结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于声强测量的近场声全息变换方法仿真分析 |
| 4.1 圆形平面活塞辐射阻抗计算方法 |
| 4.2 平面阵参数对基阵辐射阻抗的影响 |
| 4.3 全息测量参数对反演效果的影响分析 |
| 4.3.1 全息面尺寸和测点间距对全息反演的影响 |
| 4.3.2 全息面位置对全息重建的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 平面阵辐射阻抗特性声全息测试软件开发 |
| 5.1 软件平台 |
| 5.1.1 VS2010平台 |
| 5.1.2 OpenGL画图工具 |
| 5.2 软件系统框架 |
| 5.3 功能模块介绍 |
| 5.4 软件界面介绍 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 发射换能器辐射特性近场声全息测试试验 |
| 6.1 试验概况 |
| 6.2 试验测量系统 |
| 6.3 试验过程 |
| 6.4 测量结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）被动相位共轭法进行声聚焦的改进方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 常见缩写符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 声聚焦成像技术概述 |
| 1.2.1 波束形成技术简介 |
| 1.2.2 近场声全息技术简介 |
| 1.2.3 相位共轭法简介 |
| 1.3 基于相位共轭法进行声聚焦的研究进展 |
| 1.4 本文主要研究思路及内容安排 |
| 2 相位共轭法及相位共轭线列阵聚焦性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相位共轭法的基本理论 |
| 2.2.1 相位共轭阵列产生的声场 |
| 2.2.2 PC/P、PC/M和PC/D之间的关系 |
| 2.2.3 基于倏逝波和传播波分析 |
| 2.3 相位共轭线列阵聚焦特性的理论分析 |
| 2.4 相位共轭线列阵聚焦的仿真分析 |
| 2.4.1 阵列参数对聚焦的影响 |
| 2.4.2 阵列偏移对聚焦的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 人工迭代相位共轭法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人工迭代相位共轭法的算法 |
| 3.3 人工迭代相位共轭线列阵聚焦特性分析 |
| 3.4 数值仿真分析 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 分裂相位共轭法和分裂人工迭代相位共轭法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分裂相位共轭法 |
| 4.2.1 分裂相位共轭算法 |
| 4.2.2 分裂相位共轭线列阵聚焦特性的理论分析 |
| 4.3 分裂人工迭代相位共轭法 |
| 4.3.1 分裂人工迭代相位共轭算法 |
| 4.3.2 分裂人工迭代相位共轭线列阵聚焦特性分析 |
| 4.4 数值仿真分析 |
| 4.4.1 分裂相位共轭线列阵聚焦的仿真分析 |
| 4.4.2 分裂人工迭代相位共轭线列阵聚焦的仿真分析 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.5.1 分裂相位共轭线列阵聚焦实验 |
| 4.5.2 分裂人工迭代相位共轭线列阵聚焦实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 相位共轭平面阵聚焦特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相位共轭平面阵聚焦特性的理论分析 |
| 5.2.1 矩形阵聚焦特性分析 |
| 5.2.2 圆周阵聚焦特性分析 |
| 5.2.3 十字阵聚焦特性分析 |
| 5.3 人工迭代相位共轭平面阵聚焦特性的理论分析 |
| 5.3.1 矩形阵聚焦特性分析 |
| 5.3.2 圆周阵聚焦特性分析 |
| 5.3.3 十字阵聚焦特性分析 |
| 5.4 数值仿真分析 |
| 5.4.1 相位共轭平面阵聚焦的仿真分析 |
| 5.4.2 平面阵基于人工迭代相位共轭法聚焦的仿真分析 |
| 5.4.3 分裂相位共轭阵和分裂人工迭代相位共轭阵聚焦的仿真分析 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.5.1 相位共轭平面阵聚焦特性的实验验证 |
| 5.5.2 人工迭代相位共轭平面阵聚焦特性的实验验证 |
| 5.5.3 分裂相位共轭和分裂人工迭代相位共轭阵聚焦的实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）一维声传播方程约束下双平面近场声全息研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景 |
| 1.2 近场声全息技术的研究进展 |
| 1.2.1 声全息技术理论概述 |
| 1.2.2 国内外近场声全息技术的研究进展及应用 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 第2章 基于边界元法的近场声全息技术 |
| 2.1 声辐射问题及边界积分方程 |
| 2.1.1 声辐射问题的描述 |
| 2.1.2 边界Helmholtz积分方程 |
| 2.2 基于边界元法的自由场声全息重建方法 |
| 2.2.1 Helmholtz积分方程的离散化 |
| 2.2.2 边界元法声全息重建公式 |
| 2.3 基于边界元法的半空间声全息重建方法 |
| 2.3.1 镜像原理 |
| 2.3.2 半空间格林函数 |
| 2.3.3 半空间传递矩阵的建立 |
| 2.4 全息重建的正则化处理方法 |
| 2.4.1 截断奇异值分解方法 |
| 2.4.2 Tikhonov正则化方法 |
| 2.4.3 正则化参数选取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 一维声传播约束下双平面声全息仿真分析 |
| 3.1 奇异积分处理方法对声源重建的影响分析 |
| 3.1.1 一维声传播方程约束条件 |
| 3.1.2 等参变换法 |
| 3.1.3 数值仿真及分析 |
| 3.2 添加测点对重建效果的影响分析 |
| 3.2.1 一维声传播测点对重建结果的影响 |
| 3.2.2 横向截面测点对重建结果的影响 |
| 3.2.3 组合测点对重建结果的影响 |
| 3.3 声场测量参数对重建效果的影响分析 |
| 3.3.1 全息面尺寸和测点间距对全息重建的影响 |
| 3.3.2 全息面位置对全息重建的影响 |
| 3.3.3 不同形状全息面对全息重建的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 双平面近场声全息法测量试验研究 |
| 4.1 试验概况 |
| 4.2 试验测量系统 |
| 4.2.1 系统组成 |
| 4.2.2 系统校准 |
| 4.3 双平面近场声全息法测量结果与分析 |
| 4.3.1 自由声场实验研究 |
| 4.3.2 半空间声场实验研究 |
| 4.3.3 辐射声场预报结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）水下弹性结构噪声源识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 噪声源识别技术发展现状 |
| 1.2.1 全息技术的发展现状 |
| 1.2.2 力源识别技术的发展现状 |
| 1.2.3 匹配搜索算法的发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 水下弹性结构表面源强度声全息重构方法 |
| 2.1 理想流体中的声传播方程 |
| 2.1.1 流体介质基本方程 |
| 2.1.2 亥姆霍兹-基尔霍夫积分公式 |
| 2.2 近场声全息变换技术基本原理 |
| 2.2.1 平面近场声全息变换技术 |
| 2.2.2 柱面近场声全息变换技术 |
| 2.2.3 边界元近场声全息技术基本理论 |
| 2.2.4 数值仿真算例 |
| 2.3 表面奇异积分方程处理方法 |
| 2.3.1 施加一维声传播方程约束条件的处理方法 |
| 2.3.2 坐标变换法 |
| 2.3.3 数值仿真算例 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水下结构表面源强度声全息重构精度分析 |
| 3.1 边界元法近场声全息重构精度分析 |
| 3.1.1 全息面参数对源面声压及振速重建精度的影响 |
| 3.1.2 一维声传播测点对重建精度的影响 |
| 3.2 半空间环境下的边界元法近场声全息变换 |
| 3.2.1 半空间环境下全息变换矩阵 |
| 3.2.2 数值仿真算例 |
| 3.3 全息重建过程中的正则化处理方法 |
| 3.3.1 边界元法全息重建对测量误差的敏感性 |
| 3.3.2 正则化方法及其参数选取 |
| 3.4 半空间环境下近场声全息变换方法试验验证 |
| 3.4.1 试验模型及系统 |
| 3.4.2 试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水下弹性结构力源识别匹配场处理方法 |
| 4.1 力源识别匹配场处理方法 |
| 4.1.1 匹配处理方法概述 |
| 4.1.2 力源识别匹配处理实现方法 |
| 4.2 水下单层圆柱壳体振动及声辐射特性 |
| 4.2.1 水下单层简支圆柱壳体模型 |
| 4.2.2 水下圆柱壳体结构力源等效方法 |
| 4.3 水下圆柱壳体结构广义拷贝场计算方法 |
| 4.3.1 振速拷贝场 |
| 4.3.2 声压拷贝场 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 水下弹性结构力源识别匹配搜索精度分析 |
| 5.1 目标函数全局寻优搜索算法 |
| 5.1.1 遗传算法基本概念 |
| 5.1.2 粒子群算法基本概念 |
| 5.1.3 粒子群遗传融合算法基本原理 |
| 5.2 力源识别匹配搜索算法阈值条件 |
| 5.2.1 振速拷贝场阈值条件 |
| 5.2.2 声压拷贝场阈值条件 |
| 5.3 力源识别匹配搜索算法精度分析 |
| 5.3.1 非相干噪声条件下的匹配反演精度 |
| 5.3.2 不同阈值条件下搜索算法性能分析 |
| 5.3.3 拷贝场计算精度对模型失配的敏感性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 水下结构噪声源识别匹配场处理方法试验研究 |
| 6.1 试验模型及试验系统 |
| 6.2 单点力源激励 |
| 6.3 两个力源共同激励 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）基于格林函数的近场声全息技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 基于格林函数的近场声全息技术的发展及研究现状 |
| 1.2.1 基于空间声场变换的近场声全息技术 |
| 1.2.2 基于边界元的（BEM）的 NAH |
| 1.2.3 基于等效源的近场声全息技术 |
| 1.2.4 近场声全息技术的优化算法 |
| 1.3 现存问题 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 运动流体介质中的平面近场声全息技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 运动声场的基本理论 |
| 2.2.1 运动流体介质的三个基本方程 |
| 2.2.2 运动流体介质中的波动方程 |
| 2.2.3 运动流体介质中的 Helmholtz 方程 |
| 2.3 静止流体介质中平面近场声全息的基本理论 |
| 2.3.1 Helmholtz-Kirchhoff 积分定理 |
| 2.3.2 Dirichlet 边界条件下的格林函数 |
| 2.3.3 Neumann 边界条件下的格林函数 |
| 2.3.4 平面近场声全息技术 |
| 2.4 运动流体介质中平面近场声全息技术 |
| 2.4.1 Dirichlet 边界条件下的格林函数 |
| 2.4.2 Neumann 边界条件下的格林函数 |
| 2.4.3 运动流体介质中的声场 |
| 2.4.4 运动流体介质中的波数域滤波 |
| 2.5 数值仿真 |
| 2.5.1 基于 Dirichlet 格林函数的声场重建 |
| 2.5.2 基于 Neumann 格林函数的声场重建 |
| 2.5.3 参数选取及误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 NEUMANN 边界条件基于两种优化格林函数算法的声场重建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 两种格林函数的离散获取方法及特性 |
| 3.2.1 Neumann 边界条件下 K-空间积分格林函数 |
| 3.2.2 Neumann 边界条件下实空间积分格林函数 |
| 3.3 基于 K-空间积分格林函数的声场重建 |
| 3.3.1 双点声源声场的声场重建 |
| 3.3.2 偶极子声源的声场重建 |
| 3.3.3 平面活塞声源的声场重建 |
| 3.4 基于实空间积分格林函数的声场重建 |
| 3.4.1 双点声源声场的声场重建 |
| 3.4.2 偶极子声源的声场重建 |
| 3.4.3 平面活塞声源的声场重建 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于格林函数的柱面近场声全息技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柱面 NAH 技术的基本理论 |
| 4.2.1 柱面 NAH 技术 |
| 4.2.2 柱面内 NAH 技术 |
| 4.3 NEUMANN 边界条件下的柱面 NAH 技术 |
| 4.3.1 Neumann 边界条件下格林函数的渐进表达式 |
| 4.3.2 基于振速测量的声压场重建 |
| 4.3.3 基于声压测量的振速场重建 |
| 4.3.4 基于两种测量方法的比较 |
| 4.4 柱面相干声源分离技术研究 |
| 4.4.1 基于声压联合振速测量的单全息柱面方法 |
| 4.4.2 基于声压、振速测量的双全息柱面方法 |
| 4.4.3 基于两种测量方法的比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于格林函数的时域近场声全息技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 时域近场声全息 |
| 5.2.1 时域声场重建的格林函数 |
| 5.2.2 时域声场重建的离散化方法 |
| 5.2.3 不同格林函数算法的计算特点 |
| 5.3 时-空间复包络在近场声全息中的应用 |
| 5.3.1 单极子声源的时-空间复包络 |
| 5.3.2 基于时域近场声全息的时-空复包络的可视化技术 |
| 5.3.3 空间复包络的调制方法 |
| 5.4 基于 FFT 的瞬态声场重建 |
| 5.4.1 无限大刚性障板上圆形活塞的瞬态辐射声压场 |
| 5.4.2 无限大刚性障板上圆形活塞的瞬态辐射声压场重建 |
| 5.4.3 计算参数对声场重建精度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 水下噪声源的定位识别实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于平面近场声全息技术的实验测量系统与参数选取 |
| 6.2.1 实验测量系统 |
| 6.2.2 实验方法及参数选取 |
| 6.2.3 实验数据预处理 |
| 6.3 实验数据处理分析 |
| 6.3.1 基于声压测量的振速场重建 |
| 6.3.2 基于振速测量的声压场重建 |
| 6.3.3 基于振速测量与基于声压测量声场重建结果的比较 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）水下结构辐射噪声源快速诊断识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 水下结构振动辐射噪声基本特性 |
| 1.3 噪声源识别方法 |
| 1.4 近场声全息的发展概况 |
| 1.4.1 基于空间声场变换（STSF）的 NAH |
| 1.4.2 基于边界元的（BEM）的 NAH |
| 1.4.3 基于 Helmholtz 方程最小二乘法（HELS）的 NAH |
| 1.4.4 近场声全息技术测量方法 |
| 1.5 现存问题 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 第2章 基于 HELS 近场声全息算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HELMHOLTZ 方程最小二乘算法基本理论 |
| 2.3 基于振速测量的 HELS 算法 |
| 2.4 基于声压-振速联合处理的声场重建 |
| 2.5 重建问题中的不适定性及正则化算法 |
| 2.5.1 不适定性问题的定义 |
| 2.5.2 奇异值分解 |
| 2.5.3 正则化方法 |
| 2.5.4 正则化参数的选取 |
| 2.6 数值仿真 |
| 2.6.1 基于振速测量的算法验证 |
| 2.6.2 基于声压-振速联合处理的算法验证 |
| 2.6.3 测量误差及正则化方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于 HELS 近场声全息算法参数选取及误差分析研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 适配点位置及基函数个数 |
| 3.2.1 适配点位置选取 |
| 3.2.2 基函数个数选取 |
| 3.3 空间采样间隔及声源频率 |
| 3.3.1 空间采样间隔选取 |
| 3.3.2 声源频率的影响 |
| 3.4 测量平面位置与大小 |
| 3.4.1 测量平面与大型结构声源距离选取 |
| 3.4.2 测量平面大小选取 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于连续扫描方式的 HELS 算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多普勒效应的误差影响 |
| 4.3 移动框架技术基本理论 |
| 4.4 声源运动速度修正算法 |
| 4.4.1 近场测量模型描述 |
| 4.4.2 MUSIC 近场聚焦波束形成 |
| 4.5 数值仿真 |
| 4.5.1 组合算法仿真分析 |
| 4.5.2 速度修正仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于 HELS 算法局部近场声全息 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HELS 算法的完备性证明 |
| 5.3 基于 HELS 算法的 PATCH NAH 原理 |
| 5.3.1 HELS 算法的数据外推过程 |
| 5.3.2 平面近场声全息基本理论 |
| 5.4 影响因素及误差分析 |
| 5.4.1 HELS 算法的数据外推分析 |
| 5.4.2 Patch NAH 的声场重建分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 水下噪声源的定位识别试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 消声水池噪声源定位识别试验 |
| 6.2.1 试验系统及参数选取 |
| 6.2.2 试验数据预处理 |
| 6.2.3 试验数据结果分析 |
| 6.3 湖试噪声源定位识别试验 |
| 6.3.1 试验概况 |
| 6.3.2 基于振速测量的近场全息重建 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 潜艇噪声基本特性 |
| 1.3 噪声源定位识别方法 |
| 1.4 近场声聚焦技术 |
| 1.4.1 声聚焦技术研究现状 |
| 1.4.2 声聚焦仍存在的一些问题 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 近场声聚焦技术的基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基阵近场理论 |
| 2.2.1 均匀线列阵近场指向性 |
| 2.2.2 近场聚焦波束图 |
| 2.3 近场聚焦波束形成 |
| 2.3.1 声聚焦原理 |
| 2.3.2 聚焦空间分辨率 |
| 2.3.3 定位模糊判决方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 近场高分辨定位识别方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 近场测量模型描述 |
| 3.3 极值搜索类方法 |
| 3.3.1 MVDR近场聚焦波束形成 |
| 3.3.2 MUSIC近场空间谱估计方法 |
| 3.3.3 仿真实验及分析 |
| 3.4 参数估计类方法 |
| 3.4.1 基于最大似然估计的近场定位方法 |
| 3.4.2 仿真实验及分析 |
| 3.5 定位性能对比分析 |
| 3.5.1 位置参数计误差 |
| 3.5.2 聚焦空间分辨率 |
| 3.6 端射方向近场定位识别方法 |
| 3.6.1 端射方向近场聚焦波束形成 |
| 3.6.2 仿真实验分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 宽带噪声源近场高分辨定位识别方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宽带信号近场测量模型 |
| 4.3 非相干源宽带聚焦波束形成 |
| 4.3.1 基于子带分解宽带聚焦波束形成 |
| 4.3.2 算法性能对比分析 |
| 4.4 相干源宽带聚焦波束形成 |
| 4.4.1 相干信号子空间算法原理 |
| 4.4.2 聚焦矩阵构造准则 |
| 4.4.3 仿真实验分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 柱面分布近场高分辨定位识别方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柱面近场测量模型 |
| 5.3 柱面分布高分辨定位识别方法 |
| 5.3.1 柱面MVDR近场聚焦波束形成 |
| 5.3.2 仿真实验及分析 |
| 5.4 矢量声压组合基阵的柱面分布近场定位识别方法 |
| 5.4.1 组合基阵近场测量模型 |
| 5.4.2 组合基阵柱面MVDR聚焦波束形成 |
| 5.4.3 仿真实验及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 稳健定位识别方法及基阵误差修正 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 稳健近场定位识别方法 |
| 6.2.1 稳健近场定位识别方法的基本原理 |
| 6.2.2 仿真实验分析 |
| 6.3 基于单辅助矢量水听器的基阵误差修正 |
| 6.3.1 远场修正方法 |
| 6.3.2 近场修正方法 |
| 6.3.3 仿真分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 噪声源近场定位识别方法试验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 消声水池噪声源近场定位识别试验 |
| 7.2.1 试验概况 |
| 7.2.2 试验数据处理结果 |
| 7.3 实艇海试噪声源近场定位识别试验 |
| 7.3.1 试验概况 |
| 7.3.2 试验数据处理结果 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、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（论文参考文献）
- [1]界面附近目标低频振动与声辐射特性研究[D]. 赵开琦. 上海交通大学, 2020(01)
- [2]基于声全息法的高压共轨柴油机噪声识别研究[D]. 吴彪. 昆明理工大学, 2020(05)
- [3]水下结构噪声源声场重建方法研究[D]. 张宇涵. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [4]平面阵阻抗特性声全息测试方法研究[D]. 韩金风. 哈尔滨工程大学, 2019(09)
- [5]被动相位共轭法进行声聚焦的改进方法研究[D]. 李婷. 大连理工大学, 2018(08)
- [6]一维声传播方程约束下双平面近场声全息研究[D]. 徐芳. 哈尔滨工程大学, 2017(06)
- [7]水下弹性结构噪声源识别方法研究[D]. 肖妍. 哈尔滨工程大学, 2015(06)
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