论文摘要
随着国民经济的高速发展,人们对声环境舒适度提出更高要求,声污染控制成为亟待解决的问题。声场的精确重建是进行声污染治理的关键,是实现声场可视化的核心,同时也是声学研究中重要的反向科学问题。为此,本文提出一种联合等效声源法（ESM）和近场声全息（NAH）的声场重构插值方法。基于声全息近场重建数学模型,通过等效声源和改进牛顿插值算法有效解决了声压信息不足导致的声场重建精度低和不适定方程求解难的问题,实现了不增加麦克风数量条件下不适定方程的快速求解和全息面声压场的高效重建,且经数值仿真和实测实验验证了该方法及关键算法的有效性及可靠性。此外,该选题得到国家自然科学基金面上项目（61671262、61871447）资助。主要研究内容如下:（1）明确近场声全息声场重构机理、重构数学模型及关键因素基础上,详细探讨了影响声全息面声压重建精度的核心问题,且确定了关键影响因素及相关参数,同时研究了等效声源的声源等效原则、等效源面布置方式及等效源数量,建立了等效源面与全息声压面的关系。（2）深入研究了牛顿插值方法,针对插值精度和速度问题,提出了一种改进的牛顿插值算法,以测量阵列阵元位置角度为变量,采用临近点插值,高效增加了测量面上有用的声压数值,实现了测量面非测量点上的声压插值。（3）在上述研究基础上,提出一种联合等效声源法和近场声全息（ESM-NAH）的声场重建插值方法,通过等效声源建立全息面声压与重建面声压的关系,由改进牛顿插值增加了测量面上有效声压信息量,增加了声全息近场重建声压的有效声压幅值,增强了重建精度,同时提高了不适定声压方程的求解速度。（4）ESM-NAH声场重建的数值仿真研究。针对该方法及核心算法的关键影响因素及相关参数的甄选进行了大量数值分析,给出了全息面、等效源面及改进牛顿插值过程中的影响因素,确定了相关合理参数,并以单一声源和双声源为对象对该方法及算法进行了数值验证。（5）ESM-NAH声场重建的实测实验。为进一步明确该方法的有效性和可靠性,在实验室内进行了全息声场的重构实验,以数值分析中的单声源和双声源为测量对象,对改进牛顿插值算法和等效源原则、数量及位置以及全息面与测量面距离等关键算法及影响因素进行了实测研究,并与数值结果进行对照,验证了该方法的理论和应用的有效性。通过对除湿机噪声场的全息重构实验,验证了该方法的实用性。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 赵玉贵
导师: 刘志红,赵培建
关键词: 等效声源,近场声全息,改进牛顿插值,声场重构
来源: 青岛理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 数学,工业通用技术及设备
单位: 青岛理工大学
基金: 国家自然科学基金项目:基于稀疏语音声特征的分布式麦克风阵列测向机理及方法研究(No.61871447),国家自然科学基金项目:多源运动声场特征提取和空间稀疏化方法及测量关键技术研究(No.61671262)
分类号: TB535;O241.3
DOI: 10.27263/d.cnki.gqudc.2019.000421
总页数: 77
文件大小: 3070k