多声源声场特性及声强技术在多声源工业现场的应用

通过理论分析，阐述了多声源声场的特性，并且通过对声场抗性指数Ｆ３、和Ｆ２的计算及它们之间的差值大小来判别多声源声场中被怕源附近是否存在强指向性寄性噪声。同时通过对声压－质子速度相干系数的计算，判别被测声源相对寄声噪声是多声源声场中的弱声源，还是直接发射强声源，或是混响区域的强声源，并以此为依据，根据标准ＩＳＯ９６１４，对抗艮山发电厂６０００ＫＷ空冷汽轮发电机组的发电机进行了声强测量。     

声强测量系统用双水听器的校准方法研究

利用双水听器组成声强探头进行声强测量是研究水下声源和结构振动声辐射特性的有效方法之一，由于用互谱法计算声强时，采用有限差分代替导数，因此对双水听器的一致性要求很高。在耦合腔中采用传递函数法进行双水听器接收复声压的一致性校准，并采用易地交换测量消除声场不均匀性的影响，实验证明易地前后两个水听器输出电压传递函数的几个平均结果能够准确量双水听器幅度和相位的一致性偏差。     

具有沙(泥)质海底时均匀浅海中的平均声强

过去常用连续介质模型来描述海底,来建立海水中声场的唯象理论,使声强公式不能用海底沉积物的基本参数来表示出．现在把海底沉积物视为一种松散的颗粒介质,松散的沙(泥)质沉积物,用“单参数模型”来描述,考虑到声源在海水层中所激发简正波数目的有限性,将简正波按能量相加,并对发射深度与接收深度在容区内进行平均,得出非均匀浅海中平均声强的表式．由此用演绎法得出了均匀浅海中的平均声强．该声强能用海底沉积物中的基本参数来表出．声强的表式显示出均匀浅海中的声强不具深度结构,却具水平结构,能完满地解释惠斯顿猜想．     

点源模型在旋转声源声场计算中的推广应用

针对螺旋桨、喷水推进器、风扇等旋转机械,研究了基于点源模型的旋转声源负载噪声频域预报方法。结合点源模型理论,将旋转声源离散为均匀分布在运动轨迹上的有限个固定声源,各声源间时域的迟滞时间转换为频域的相位差,所有点声源声场的总和即为旋转声源的声场。结合自由空间旋转点源和旋转力源声场仿真计算,验证了旋转声源离散方法的准确性;计算分析了不同半径、不同频率旋转声源对离散点数的要求;以单个螺旋桨叶片为对象,提出了叶片表面旋转力源按声场网格离散和分块离散的方法,并验证了离散方法的有效性,为点源模型在旋转声源声场中的推广应用提供了前提。     

室内声场中点声源的算法与模拟

计算机模拟室内声场已经成为声学研究的一种有效方法,声源的数学算法对室内声场的分布模拟有很大的影响。利用等立体角,研究了室内声场的点声源模型的数学算法,并利用计算机进行了模拟;点声源的算法将为室内声场中声线的跟踪和声场的模拟提供了有力的工具。     

基于近场声全息的车内噪声贡献量

在声场的声源信息未知的情况下,基于近场声全息技术提出了一种对汽车车内声场进行声源识别、声场预测及声学贡献分析的方法。因为汽车车内噪声等不满足自由声场的情况,分析了存在反射情况的声场预测方法。最后,通过算例对反射声场中声源识别、声场重建及声学贡献进行了研究,取得了满意的结果。研究表明,将近场声全息技术用于声贡献量分析相对于传统方法有明显优势。     

基于单元辐射叠加法的水下矩形板声场重建

为解决等效源法在水下结构声源声场重建中存在的虚拟等效源配置位置难以确定、求逆过程中传递矩阵病态性过大的问题,本文提出了基于单元辐射叠加法的水下结构声源声场重建方法。该方法利用结构声源边界元法建模思想与声场波叠加原理,建立了声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系,得到可快速计算的振声传递函数,并利用该函数作为传递算子进行声场重建。通过对矩形板的声场重建仿真,验证了本文方法相比等效点源近场声全息具有更高的重建精度,且具有更大的有效全息距离。通过在不同阵元数、信噪比情况下的仿真分析,进一步证明了本文方法能够改善水下结构声源的声场重建精度。     

声强测量应用研究

声强测量是声学测量领域的一项新技术。本文研究了空气中声强测量的一般方法,通过对国产Yxx型飞机舱室的声强测量,对声强测量的优点及测量中应注意的问题做了分析。本文还给出了Yxx型飞机舱内部分位置的声强等值线图以及由声强分布解算出各表面辐射或吸收的声功率数值和声源与声汇的位置。     

牛顿迭代算法在声场定位中的应用

在声场定位系统中,发声系统和拾音系统之间往往没有直接联系,为了能精确判断出声源所处的位置,设计了一种由4个拾音器和1个单片机控制的声场定位系统.声源发出特定频率的声音信号,系统通过3个拾音器接收到声音信号,经过处理计算得到时间延时差.利用牛顿迭代算法,将时间延时差代入方程进行迭代计算,即能精确计算出声源具体位置,第4个拾音器用于校准所得结果.采用该算法只需最多4次迭代运算就能计算出声源位置坐标.利用上位机软件模拟测试算法,并在实物系统中测试,验证了牛顿迭代算法在声场定位中的可行性和精确性.该声场定位系统位置坐标可在液晶屏上显示,可实时描绘出声源移动轨迹.     

基于声源视角法的气动噪声计算研究

为提高气动噪声求解效率,Casalino提出了声源视角法,首先详细阐述了该方法,并列举其相比传统延迟时间法的优越之处。该方法主要是从声源视角重新建立延迟时间方程,此时无论声源运动形式是否复杂,都使延迟时间方程从超越方程变为代数方程,无需迭代即可直接求解,提高了声场程序的求解效率。其次新建立的延迟时间方程给求解声场的程序设计也带来很大便利,即无需预先存储大量时间步的流场数据,流场求解和声场求解在程序中可以同时进行。并且当接收点无论是静止、亚声速运动还是超声速运动,新建立的延迟时间方程的解均能给出明确的物理意义。最后以声源视角法为基础,通过编写声场求解程序并结合已有的流场求解程序求解圆柱绕流和后视镜绕流2个算例,进一步检验声源视角法的准确性和有效性,计算结果与实验结果吻合良好,表明了声源视角法准确、有效。     

摩托车噪声识别方法检测

根据声辐射理论,在测功机上对某150型摩托车进行了噪声声强测试,测出了辐射噪声的分布情况及各部位声功率贡献,准确地进行声源定位.并根据统计最优原理,对原有的声强进行细分,而后对声强的测量误差进行了修正.对比检测结果发现:细分网格后,噪声源识别更准确,噪声声压的检测也比较准确.     

S493Q柴油机噪声源识别与噪声控制

利用复声强法测量内燃机表面噪声场分布 ,对S493Q柴油机表面辐射噪声源进行了识别 ,在找出主要噪声源之后 ,采取了相应的降噪措施 ,达到了很好的降噪效果。     

管道噪声有源控制的声学特性研究 Ⅰ理论分析

在假设半无限长管道的前提下,详细分析了噪声有源控制系统作用下的管道声场特性.研究结果表明,当达到理想消声效果时,从次级源到管道下游声场的声压为0,在初级源与次级源之间形成一个声反射系数模等于1的驻波场,在次级源位置的声反射系数为-1,声阻抗为0.这时初级源的辐射声阻抗为一个纯虚数量,它不再向外界辐射声能.     

界面噪声声压与质点振速的时空相干特性

海洋环境噪声矢量场空间相干特性与矢量传感器阵的性能密切相关.应用海洋混响相干特性分析方法应用海洋混响相干特性分析方法研究了均匀半无限空间界面噪声声压与质点振速的空间相干特性问题,得到了相干特性的解析表达式.研究结果表明,界面噪声场的空间相干特性相比于均匀各向同性噪声场要复杂得多,其相干特性在空间上是不均匀的,并且与噪声源的指向性也有复杂的关系.虽然只给出噪声源无指向性和余弦的垂直指向性2种情况下场的相关系数,但该文的研究方法可以推广到任意指向性噪声源的场的相干特性的分析中.当获得了噪声场空间相干特性的解析解时,矢量水听器输出信噪比增益可以很容易地给出,同时对矢量水听器基阵的布阵及应用也具有重要的意义.     

用声模态技术识别内燃机噪声源

为了准确识别内燃机噪声源，提出了一种声模态分析技术.通过对双传声器声强信号进行傅里叶变换，得到两个声压互谱的虚部，进而计算出各测点声强的频率分布，将测量面上各测点某一频率成分的声强值挑选出来，得到测量面上各频率成分的声模态.用声模态技术对一台汽油发动机噪声源识别，确定了各测量面的主要噪声源的位置，并对噪声源产生机理进行了分析.结果表明，声模态技术能准确识别出测量面上各种频率成分的噪声源位置，为噪声控制的结构改进和声源屏蔽提供重要信息.     

水中柱面宽带近场声全息技术的实现

基于声强测量的宽带声全息技术(BAHIM)是由近场声全息(NAH)领域脱颖而出的一项新技术,它由全息面上互相垂直的2个切向声强分量计算出全息面上的复声压相位,得到全息面上复声压,再进行NAH处理.针对水中圆柱体的噪声源识别问题,给出了该方法在柱体中运用的基本原理,推导了全息重构公式在有限空间范围上的离散算法,对算法实现和滤波等关键技术进行了研究,并利用所编制的程序进行了仿真验证.该文的研究为BAHIM技术应用于在水中柱体辐射声场的重建噪声源识别和定位提供了方便.     

大涡模拟-Lighthill等效声源法的空腔水动噪声预测

为了考察空腔产生的水动噪声,对气动声学理论与研究方法进行了分析,确立了大涡模拟-等效声源混合法.利用大涡模拟计算空腔非定常流动的流场结构,基于有限元/无限元法利用变分形式的Lighthill声类比方程进行声场的求解.利用该混合法考察了雷诺数为1.2×105的空腔算例频域内噪声的辐射特性,基频值的预测结果与文献基本一致,低频纯音的远场辐射具备指向性,沿上游方向辐射能量较高,高频宽带噪音的传播不具指向性.     

基于声波的玉米含水量测定

利用声音传感器采集玉米籽粒流从高处落到相同状态玉米堆时发出的撞击声音,对声音信号进行滤波预处理,提取声波信号强度、功率谱能量、谱峰值等特征值来描述信号。应用多元线性回归、二项式回归和神经网络等方法进行全面分析。试验结果表明:声波信号强度功率谱能量及谱峰值等特征值与玉米籽粒含水量之间存在较强的相关性,其中信号强度相关性最大。利用这些特征能够准确地测定籽粒含水量,其中二项式回归模型最接近实测值。     

某SUV型汽车后视镜气动噪声数值仿真

为有效降低汽车气动噪声,依据声类比思想将气动噪声计算分成流场和声场计算,采用全域与子域分步计算流场和ACTRAN计算声场相结合的方法对某SUV型汽车后视镜的3种方案的气动噪声进行数值仿真,得到车外流场与车内外的声场及声压级频谱曲线,分析流场云图和声压级频谱曲线的变化规律.结果表明:方案III的后视镜因边缘凸起改善了侧窗外流场湍流脉动压力、漩涡和声源位置分布,减少了后视镜通过侧窗传播到车内的噪声.数值仿真结果与实验测试结果吻合较好,验证了方法的正确性.该方法可优化车内声场的分布,提高司乘人员舒适性.