基于近场声全息的舰船水下辐射噪声识别研究

基于半自由场平面近场声全息的基本原理,采用数值计算的结果作为全息数据,对水面舰船水下辐射噪声进行了反演,着重研究了由螺旋桨噪声和流噪声的数据获得的重建结果与重建距离之间的关系。研究结果表明,半自由场平面近场声全息重建算法能对水面舰船水下辐射噪声进行识别;半自由场平面近场声全息对重建距离的变化较敏感,从而限制了重建距离的适用范围;螺旋桨噪声在船尾附近是主要噪声源。     

基于波叠加和BAHIM的内部声场可视化实现

介绍了基于波叠加（WSA）和BAHIM的内部声场可视化的原理,并进行仿真。重点分析了声强测量系统误差及声场重建参数对内部声场可视化精度的影响,分析结果对汽车和飞机等内部声场可视化系统的开发具有重要理论及实际指导意义。     

基于k-空间格林函数的近场声全息滤波方法研究

基于Neumann边界条件下的空间声场变换主要采用k-空间格林函数法,为保证该算法的稳定性与可靠性,声场重构过程必须采取波数滤波处理。针对固定截止波数不能适应滤波要求的局限性,分析波数域内的噪声分布,对信噪比进行估计,进而选取合适的截止波数,有效减少了携带声场细节信息的高波数成分的损失。数值仿真结果验证了该滤波方法的可行性和正确性。     

基于平滑l_0范数的压缩感知近场声全息方法

传统平面近场声全息(CPNAH)是一类典型的不适定问题,采用波数域滤波或Tikhonov正则化等方法都无法彻底解决,因此,提出一种基于平滑l_0范数的压缩感知平面近场声全息法(SL0-CS-PNAH)。根据全息面上测量声压的特点,采用symlets8小波函数构建正交小波变换矩阵,将其作为重建面质点法向振速的稀疏基。将CPNAH中使用的瑞利(Rayleigh)第一积分公式离散化,确定SL0-CS-PNAH中满足约束等距原则的测量矩阵,设置合适的压缩比,利用测量矩阵对稀疏信号进行压缩采样。在由感知矩阵、全息面测量声压和稀疏向量共同构成的约束条件下,建立稀疏向量的最小l_0范数优化模型,采用平滑l_0范数重建算法求解此模型下的最优化问题,得到质点法向振速的最优稀疏解,再将最优稀疏解和稀疏基相乘恢复重建面质点法向振速。在数值仿真实验中,将测量点由64×64减少到32×64的情况下将传统CPNAH、基于正交匹配追踪算法的压缩感知近场声全息(OMPCS-PNAH)、基于子空间追踪算法的压缩感知近场声全息(SP-CS-PNAH)和SL0-CS-PNAH进行比较。实验结果表明,在相同采样率和压缩比条件下,采用SL0-CS-PNAH的声场重建质量较好且重建效率较高。     

基于叠加法的窄道宽磁头磁场

本文采用叠加法近似地模拟窄道磁头，从而得到出窄道宽磁头三维磁场的解析表达式，并进行了计算精度分析，结果表明，在ｙ≥ｇ／２处，叠加法最大误差不超过８％，且随着道宽的增大而减小。     

基于粒子滤波的波叠加算法

与传统波叠加法通过逆问题求解获得源强不同,提出一种基于粒子滤波的波叠加算法来实现正向求解源强.该方法基于波叠加理论建立状态空间模型,根据初始化粒子的先验信息预测并更新状态向量.通过权重计算和重采样,估计等效源的强度及其位置,进而重建三维辐射声场.仿真分析与实验验证表明,该算法可避免逆问题求解中的不适定性难题,实现声场的...     

基于高阶累积量的近场通信波达方向估计算法

通过对近场通信波达方向准确估计,提高目标信源的定位能力.传统方法中对近场源通信信源的波达方向估计采用多普勒估计方法,由于近场通信的空间信源为窄带信号,多普勒估计会导致DOA估计频谱失真.提出一种基于高阶累积量的近场通信波达方向估计算法.采用均匀间隔线列阵构建近场通信的信号模型,进行近场源目标特征构建,提取近场源通信信号的斜度和峰度等特征,采用高阶累积量特征提取方法,分别求得对应近场通信信源的方位角、频率和距离三维参数,使得每个信源的参数自动配对,提高了近场通信DOA波达方向估计的效率和精度,实现近场源通信信号的波达方向估计算法改进.仿真实验结果表明,采用该方法进行近场方法波达方向估计的精度较高,对信源方位的定位准确,性能优越于传统方法,在近场通信中具有较好的应用价值.     

平行平板横向剪切干涉仪波前重建精度的研究

在基于平行平板双光路横向剪切干涉仪中,如果 两个方向的平行平板之间存在角度误差,将会使得 两个方向的剪切干涉图的剪切方向不正交,最终影响波前测量的准确度。本文通过仿真实验 研究了两个方 向平行平板之间不同大小的角度误差对波前重建精度的影响,分析了不同条件下Zernike多 项式系数拟合 精度、重建波前均方根(RMS)及均方根误差(RMSE)与角度误差之间的关系以 及角度误差一定时,重建波前 RMS及RMSE与剪切量之间的关系。研究结果表明,为了提高波前重建精度,要尽量降低两 个平行平板之 间的角度误差,使用更多项Zernike多项式来拟合波前,并且保证剪切量与波 面尺寸比值大于10%。本文的 结论对于平行平板横向剪切干涉仪的装调将会起到一定的指导作用。     

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。     

基于图形电磁学的近场角闪烁预估方法研究

角闪烁的研究大多基于远场条件的假设,但是近场条件下,角闪烁对雷达的跟踪误差产生更大影响,近场角闪烁的研究更加具有学术和实际工程应用意义。该文推导了近场条件下角闪烁线偏差的解析计算方法,并将图形电磁学(GRECO)应用到近场角闪烁的预估中,使其具有实时性强、电大目标计算的能力且不需要散射中心的提取过程。雷达波束不完全覆盖目标的情况被首次考虑,使得全程估计目标的雷达跟踪误差成为可能。通过不同模型的仿真计算结果与理论计算结果比较,验证了计算方法的正确性。     

基于角谱法分析圆形活塞声源近场声特性

圆形活塞的声辐射应用较广,大多数超声检测应用中所用的声源,都可视为活塞式辐射器。利用角谱法分析了传播波和倏逝波在声场轴线上的分布与空间位置、声源半径及辐射频率间的关系,通过比较两种波的声压幅值确定了倏逝波的有效传播距离。利用近场声全息(NAH)理论计算了倏逝波在换能器近场空间的声压分布,并对结果进行误差分析。仿真结果表明,基于空间傅里叶变换的角谱法和NAH法均可准确反映圆形活塞辐射近场声压呈现数衰减的分布规律。     

基于组合阵的近场噪声源定位方法研究

在对浅海近程噪声源定位研究时,针对多途环境和左右舷模糊问题,采用了组合阵与时反技术相结合的方法。利用矢量水听器的单边指向性去除虚假声源的干扰,并利用时间反转镜技术抑制多途效应的影响,从而实现了浅海近程声源定位。     

基于均匀同心圆阵列的近场宽带波束形成

该文提出了一种频率不变近场宽带波束形成的方法。该方法将均匀同心圆阵列的输出经傅里叶逆变换转换成相位模式信号,并经过近场矫正和频率补偿网络,可达到频率响应不变的远场阵列响应效果。在此基础上,该文将传统远场窄带波束形成法推广到近场宽带阵列中。仿真结果表明,该文提出的近场宽带阵列响应具有近似频率响应不变的效果,其波束图也接近远场窄带阵列波束图。另外,与其他几种波束形成方法相比,基于该文提出的频率不变近场宽带阵列提升了波束形成性能,且具有较低的计算复杂度。     

基模高斯光束轴向相干叠加柱波场的研究

运用标量光学理论,研究了纳米加工中的基模高斯光束轴向相干叠加光场的三维强度分布特征,导出了高斯驻波场的光强分布表达式。在此基础上通过数值计算方法,分析比较了正确波驻波场与高斯驻波场之间的异同点。     

基于ABAQUS的激光冲击波诱导残余应力场的有限元模拟

激光冲击处理(LSP)(或激光喷丸强化)是利用激光冲击波压力对材料表面实施强化处理的一种新型表面处理技术。经激光冲击后，残余压应力在材料表面和深度方向上的分布和大小是评价激光冲击效果的一个重要指标，而有限元模拟(FEM)是预测激光冲击处理后残余应力场分布和大小的一种有效方法。在利用ABAQUS软件对激光冲击处理6061-T6铝合金进行数值分析时，讨论了有限元模型、材料性能、冲击加载方式、分析时间等关键问题的处理方法，并分析了激光冲击后残余应力场的分布特点，最后利用有限元模拟考察了激光冲击次数对残余应力场的影响。