圆柱壳辐射声场重构的波叠加方法

将声全息技术应用到水下结构的声场重建问题中。通过理论推导和数值仿真,分析一两端带半球帽的圆柱壳模型在不同激励作用下声场的重建效果及影响重建精度的因素。考虑到实际应用,全息面分别采用柱形全息面和平行的双平面全息面。仿真结果表明,该方法是一种稳健的全波数空间声场重构技术;其重建精度受到等效源面参数、全息面参数及测量环境信噪比等多因素的影响;在含有测量噪声的条件下,应用Tikhonov结合L曲线的正则化方法仍可以较精确地重构声场;相比于其它方法,波叠加方法具有测点少,计算速度快等优点,有很好的应用前景。     

水下声源辐射声功率测量实验研究

针对水下声源辐射声功率测定问题,提出了一种混响水池测量方法.通过在混响水池内测量声源的空间平均声压功率谱,并对混响水池的声场进行校准,可以得到声源在自由场条件下的辐射声功率.研究了声源位置、声源与水听器的不同距离等对空间平均声压功率谱测量结果的影响,分析了在混响水池中测量声源辐射声功率的下限频率与水池尺度的关系.对空间平均功率谱进行了测量不确定度分析,其A类不确定度不大于1 dB.通过混响时间计算的混响场条件下的声源辐射声功率至自由场的修正量与实测修正量之间的差别不超过1 dB.该方法同时适用于水下复杂声源或具有一定空间分布声源的辐射声功率的测量.     

基于波叠加方法的水下声源辐射声场预报及实验研究

根据基于波叠加方法的声全息技术研究了水下声源的辐射声场预报问题,通过水听器阵列测得的复声压预报三维空间声场的声特性。数值仿真分析了一有限长圆柱壳模型在不同频率力激励作用下的声场预报精度,发现测量阵列尺寸与结构尺寸相近即可准确预测声场。水池和湖上实验分别对柱形换能器声源和加肋双层圆柱壳受激辐射声场进行了预测并和实测值进行了对比,结果表明该方法是一种稳健有效的声场预报方法。不同频率下,二者误差一般在3dB以内,能够满足工程需要。为实际水下大型结构的空间声场预报和降噪性能预估提供了工程参考。