一种声强计算的新方法

采用p-p法计算声强时，需要将两声器测得的声压进行平均作为被测点的声压，将两声压进行差分计算来间接获得声振速，常规声压平均一般均基于算术平均算法，分析发现；在高频区误差较大；针对声场大多呈非线性的特点，提出了应用几何平均计算声压的方法，并分别以两同相小球源和声柱为例。对基于这两种计算声压的方法得到的声强误差进行了对比分析，结果表明：在高频区由几何平均计算声强的精度明显高于由算术平均计算声强的精度。     

双传声器声压测量的计算误差分析

利用双传声器测量声压存在系统误差,这个误差主要出现在对两个通道声压进行平均的算法上.当两个传声器之间的声压差很小时,算术平均法和几何平均法计算出的声压级误差的差别可以忽略.在测量平面声场时,声压级误差主要出现在高频;在测量点声源声场时,声压误差级主要和测试距离有关.     

采用矢量阵测量的水中宽带近场声全息技术研究

基于声强测量的宽带声全息技术(BAH IM)是由近场声全息(NAH)领域脱颖而出的一项技术,它由全息面上互相垂直的两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,利用所编制的程序进行了仿真验证,最后,采用矢量阵进行了水中近场声全息测量实验,验证了该方法的可行性和准确性,实验结果表明柱面内BAH IM技术在水中柱形声源内辐射声场的重建噪声源识别和定位中有着明显的优势。     

用长旋转椭球函数重构声场

提出了一种声场中声压新的叠加形式。使用长旋转椭球函数得到一组独立函数，把声场中的声压表示为独立函数的线形叠加。这样，根据声场中某些已知点的声压，就可以重构整个声场的声压。本文提出的新方法，其主要特点是可以根据声场中声源的形状来灵活地选择计算的参数，其适用范围是宽高近似相似、长可任意的物体。而文献(1)是本文的一个特殊情况，其适用范围为长宽高约为1：1：1的声源。在本文的适用范围内，使用本文提出的新方法，相对于边界元等方法，将很大地提高计算效率。文中，对脉动球和有限长的圆柱的算例进行了验算，表明了该法是可行的。     

波数空间中活塞辐射体近场声压分布的计算及测试

在近场范围内,声源在任何平面上的声场都可以通过平面传播波和倏逝波的叠加来得到。以圆形活塞为例,在波数空间中利用角谱法求得其辐射声场的传播波和倏逝波的分布。借助数值分析方法,对圆形活塞声源声轴线上的声压进行计算,得到相应的近场声压分布曲线。由角谱法计算得到的近远场分界点与点源组合法所得结果一致。对不同声源半径时,不同辐射频率下的声压分布曲线进行比较,得出了近场声压的变化规律。阶梯圆盘在辐射理论上应等于对应圆形活塞的辐射。对设计的阶梯圆盘的轴向声压进行了测试,实验测试结果与理论计算结果基本吻合。     

利用声压幅值相关性识别声源特性研究

基于相位信息识别声源的传统方法在测量声信号前需要进行严格的相位匹配,对测量设备要求较高。通过对延时求和波束形成算法作形式上的转化,说明其运算机制是利用声压信号相位进行相关诊断,进一步研究提出利用声信号幅值识别声源的方法。将传声器阵列测得的声压幅值组成声压幅值向量,与虚拟点声源声压幅值向量做内积,搜索内积模的最大值,根据柯西-施瓦兹不等式定理确定声源位置。建立相应的识别步骤,对球面波声源进行仿真识别,并比较本方法与波束形成方法的识别特性的差异,且进行相应的实验验证。结果表明,本方法能有效识别出简谐波声源,且拥有良好的抗噪能力,可消除波束形成法识别高频声源时出现的“鬼影”现象;当传声器阵列存在误差时,比波束形成法有更准确的识别结果。     

基于深海会聚区声强匹配处理的声源定位方法

匹配场处理技术(Matched Field Processing MFP)近年来在声源被动定位、海洋环境声学参数反演等方面得到广泛的应用。根据深海声道中声场的会聚现象,提出了一种基于深海会聚区声强匹配处理(Matched Convergence Intensity Processing,MCIP)的深海声源定位方法。当声源和接收水听器处在会聚区深度范围内时,MCIP方法利用单个水听器即可实现声源距离和声源深度估计。对单个水听器的实测信号进行相位补偿到会聚区距离上,得到实测场声强,与拷贝场会聚区声强进行相关计算并搜索峰值来确定声源位置。数值仿真实验验证了MCIP方法,并分析了环境失配情况下MCIP的估计性能。     

修正声强测量系统设计及实验验证

传统的声强测量系统价格昂贵,有限差分的存在使得测试频域受到探头间距的限制,宽频噪声需分段多次测量。根据互谱声强算法,利用采集卡、传声器和虚拟仪器技术开发出一套便捷、高效、低成本的声强测量系统,包括数据采集、系统声压灵敏度标定、相位失配标定和声强测量。针对算法中存在的有限差分误差进行修正,在半消声室中以宽带白噪声为声源,用开发的声强测量系统分析探头间距为20 mm和50 mm时探头轴线和声源传播方向夹角分别为0°、45°的修正前后声强误差。结果表明该声强测量系统有效,修正后同一探头间距测试频域得到拓展,声强准确度得到提升。     

噪声源识别的近场声全息方法和数值仿真分析

将近场声全息(NAH)用于噪声源的识别和定位，对不同类型噪声源的数值模拟结果和理论分析表明：对于复杂声源，采用近场声全息方法可以精确地定位噪声源，并且能很好地分辨出各噪声源振幅的强弱；在波数域加窗滤波后，声压测量的误差对声源识别结果的影响不大。并对重建结果误差的产生原因及近场声全息相关参数的选取原则做了详细的分析，对工程测量和噪声控制有一定的指导意义。     

声强测量的最新话题

近年来声强技术在声学试验研究中占有非常重要的位置.由靠近的双传声器的声压信号计算声强为其代表性方法.过去的声学测量以标量声压的测量为主,现在的声强测量可使声场中的能量流可视化,从而大大有利于声源识别及噪声控制.由于该方法不大受反射及背景噪声的影响,使测定机器的总声功率能在一般环境下进行,使测量自由度改善了.但是,由于声强技水的历史还比较短.其测量方法本身、应用范围、结果分析等方面也还不尽成熟,例如,在把声强扩展到复数领域而试图利用其虚部所具有的信息的最新动向中,其测量方法本身还正在发展中;另外,还有关于负声强(声能指向声源)怎样理解等问题.这些在声强技术有效利用上是很重要的,     

声压法和声强法测量建筑构件空气声隔声的比较

声强技术不仅可应用在声源声功率测量和噪声源识别,还可用于建筑和建筑构件隔声测量。首先介绍了测量空气声隔声量的声强法,然后结合我国绿色建筑标准中的声环境评价,指出建筑及建筑构件隔声的声强法测量技术在绿色建筑评价中的应用前景,并讨论了测量方法的精密度估计。本文着重介绍在实验室内分别应用声压法和声强法对四组构件的空气声隔声量的测量工作。实验结果显示,声强法与声压法测得的隔声量在整个测量频率范围内基本一致,但在低频段个别频率上存在一定偏差,对实验结果进行了精密度估计和偏差原因分析。     

扫描声强法声源声功率测量通用数学模型

建立了声源声功率测量的通用数学模型。以半球测量面和平行六面体测量面为例，应用通用模型建立了两种情况下的声功率误差分析模型。验证了通过扫描路径近似所测得的声功率能够很好地反映声源的实际声功率。当人工执行扫描测量，实际扫描路径存在一定的偏移时，只要扫描偏移值在一定的容差范围内，所测得的声源声功率仍然能够取得较好的结果。     

空气声高声压校准技术现状和趋势

一些传声器需要工作在160～190 d B的高声压下。本文介绍了用于高声压传声器校准的驻波管法、声流调制法、活塞发生器法、脉冲方法和激波管法的工作原理,比较了上述方法的优点和缺点,并根据国内外空气声计量发展的现状分析了空气声高声压校准技术的发展趋势,为高声压传声器的量值溯源和校准提供参考。     

一种计算消声室声压级的新方法

JJF 1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》给出了计算声压级的反平方率法,针对其出现的近场处声压级偏差较大的问题,将空气吸收的衰减部分纳入考虑,提出了一种加入空气吸收衰减因素,选取测量位置为1m处的实际声压级来计算消声室声压级的新方法。通过实验对比,此方法可以很好地改善上述现象,提高了校准精度。     

扫描声强法声功率测量的扫描路径误差分析

以单极子、偶极子及四极子声源为例,建立了矩形测量面上三种扫描路径（方波、锯齿波、直线加半圆）的误差函数数学模型;在扫描速度恒定的条件下,得出各路径及声源对扫描线的误差分布函数图形。结果显示：锯齿波误差最小;声强标准推荐的直线加半圆路径误差略大于方波;无指向性声源各扫描路径均误差较小（单极子源）,对于指向性声源,扫描路径的形式对测量精度的影响较大。     

基于图像处理的声相云图评价方法研究

基于图像处理,提出了声相云图评价方法,用于评价声相仪的声源定位误差。分析了声相仪的成像原理,提出将方位角误差和俯仰角误差作为声相云图声源定位误差的评价指标。利用差影法提取声相云图的声源定位成像区域,并经过灰度二值化、腐蚀膨胀和加权平均之后,计算出成像区域中心的像素坐标。在声相仪不同抓拍距离平面内,通过图像标定得到成像区域中心在实际物理空间上的位置坐标,将其与所定位的声源实际位置坐标相比较,计算得到方位角误差和俯仰角误差。实验结果表明,该方法所得方位角和俯仰角与声源实际位置坐标计算所得到的真实值相比,两者差异较小,能够客观地对声相仪的声源定位误差进行评价,且操作简单。     

双层弹性-非弹性封闭腔体的内部声场研究

从球坐标中声波波动方程出发，利用本征函数展开方法和界面边界条件，导出了双层弹性封闭球壳的内部散射声场表达式。对于单位源强度的点声源，本文计算了分别由弹性/粘弹性和弹性/吸声材料组成的双层封闭球壳的内部散射声压随频率的变化关系。计算结果表明，粘弹性材料和吸声材料在某些频段对散射声压有十分明显的抑制作用。     

基于结构表面声压的自适应有源声吸收控制研究

研究了实际系统中有源声吸收自适应控制方案。首先提出三种控制准则：反射声功率最小、弹性板表面声压平方和最小及有限点声压平方和最小;然后根据求声功率的近场方法、求耦合声波／振动方程的声弹性理论及无约束最优化技术,推导了三种准则下声吸收的计算公式;最后通过仿真实例,研究了采用不同准则时,次级力源与监测传感器个数和位置对吸声效果的影响     

水中声波非线性相互作用的声吸收声研究

为研究声波非线性变参数相作用后的能量转移问题,本文利用谱分解方法对整倍频声波相互作用后的幅度解进行了理论研究和仿真分析。研究表明：高频声源级大于低频声源级,且高频声源级取定值时,频率比N越大,声吸收声效果越小。频率比N 3时,两列声波的初始相位关系对声吸收声的影响可忽略不计。高频泵源越强,高频对低频声的声吸收声效果越弱;相反,低频泵源越强,高频声波对低频声的声吸收声效果越强。非线性累积效应在间断距离处达到最强。