基于分布源邊界點(diǎn)法的近場聲全息理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、對羅茨真空泵噪聲源定位的有效研究為本文方法進(jìn)一步向?qū)嶋H應(yīng)用推廣提供了可靠的依據(jù).第一章首先探討了聲全息技術(shù)的研究意義,回顧和分析了近場聲全息技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,詳細(xì)討論了現(xiàn)有近場聲全息技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法和各自所具有的優(yōu)缺點(diǎn),明確了需要解決的問題,確立了本論文的研究內(nèi)容.第二章詳細(xì)地推導(dǎo)了無限域中外部振動(dòng)聲輻射問題的邊界積分方程計(jì)算公式,引出了分布源邊界點(diǎn)法,并對分布源邊界點(diǎn)法的原理作了新的解釋.第三章提出采用分布源邊界點(diǎn)法作為聲場全息

2、變換算法,建立了基于分布源邊界點(diǎn)法的近場聲全息理論模型;分析了重建結(jié)果對測量誤差的敏感性,并提出采用奇異值濾波法或Tikhonov正則化方法穩(wěn)定重建過程,抑制誤差影響;對脈動(dòng)球源和擺動(dòng)球源的數(shù)值仿真研究驗(yàn)證了所提出方法的可行性和有效性.第四章提出了基于分布源邊界點(diǎn)法的半自由聲場全息重建和預(yù)測技術(shù),有效地解決了半自由聲場環(huán)境下的全息重建和預(yù)測問題,對實(shí)際音箱源的實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了所提出方法的有效性,也進(jìn)一步驗(yàn)證了分布源邊界點(diǎn)法作為全息變換算法

3、以及正則化方法抑制誤差影響的有效性.第五章提出了三種多源混合聲場的聲全息重建和預(yù)測的求解方法:單面測量組合法、多面測量組合法和多面測量消元法,建立了應(yīng)用分布源邊界點(diǎn)法進(jìn)行多源混合聲場全息重建和預(yù)測的理論,解決了多個(gè)相干源同時(shí)存在時(shí)聲場的全息重建和預(yù)測問題,對兩個(gè)相干的振動(dòng)球和脈動(dòng)球源的數(shù)值仿真研究以及對實(shí)際音箱源的實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了所提出方法的有效性.第六章首先改進(jìn)了常規(guī)分布源邊界點(diǎn)法中特解源的構(gòu)造方法和特解矩陣的求逆方法,避免了以前對特解

4、源位置有要求而又只能由經(jīng)驗(yàn)公式來確定的缺陷.在此基礎(chǔ)上,進(jìn)而提出了一種新型的邊界點(diǎn)法--正交球面波源邊界點(diǎn)法,它一方面繼承了常規(guī)邊界點(diǎn)法無需復(fù)雜的插值處理、不存在奇異積分處理以及不存在解的非唯一性等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又避免了常規(guī)分布源邊界點(diǎn)法中由于特解源的位置確定不好而引起較大誤差的缺陷,并從根本上徹底地解決了特解源位置的選取問題.對半自由聲場中單源和多源的實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了所提出方法的正確性及其作為聲場全息變換算法的有效性;通過與球面波源疊加法的

5、比較,論證了所提出方法的優(yōu)越性.第七章提出了一種新型的基于等效源法的近場聲全息技術(shù),它不需要對邊界進(jìn)行任何形式的離散,直接跳過振動(dòng)邊界面,通過確定聲源內(nèi)部一系列等效源在聲場中所占的權(quán)重關(guān)系來預(yù)測整個(gè)聲場,該方法可以適用于任意形狀振源的分析,是一種真正意義上的"無點(diǎn)無元"的全息變換方法.嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明和對實(shí)際聲源的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證保證了所提出方法的可行性和準(zhǔn)確性.而且通過與基于分布源邊界點(diǎn)法的近場聲全息技術(shù)比較,進(jìn)一步說明了分布源邊界點(diǎn)法的本質(zhì)和