基于等效源法的单全息面声场分离机理及技术

声场分离是实现声场精确重建的一种前处理技术。为改进双全息面分离声场技术采用的测点数目多、分离精度受两全息面之间距离影响等问题。提出一种等效源法的单全息面声场分离方法。利用空间变换的声全息技术识别出声源的大致位置,结合等效源法中声压和法向振速之间的关系,建立起声压和法向振速的分离公式。仿真分析了脉动球作为干扰源的分离结果,结果表明,该方法具有较好的分离精度。可见该方法能在单测量面下实现多相干声源声场的有效分离。     

基于分布源边界点法的新型近场声全息技术

文章提出采用分布源边界点法作为近场声全息变换算法,建立了基于分布源边界点法的新型近场声全息理论,该方法避开了采用边界元法时所存在的复杂的变量插值、奇异积分的处理、特征波数处解的非唯一性处理等问题,具有计算速度快、计算精度高、计算稳定性好等优点;针对重建结果对测量误差的高度敏感性,提出采用Tikhonov正则化方法稳定重建过程,抑制了重建误差的影响;提出新型的半自由声场全息重建和预测方法,解决了存在地面反射的声场的全息重建问题,对音箱源的研究验证了文中方法的可行性和正确性。     

基于数据外推与内插的联合局部近场声全息

基于波叠加的数据外推与内插技术是两种基于波叠加法的对全息面数据进行扩展处理的局部近场声全息算法。依据数据外推与内插技术的优势与不足之处,提出了一种基于波叠加的数据外推-内插联合局部近场声全息技术,该技术在全息面测量数据的基础上同时进行数据内插与外推,从而在提高全息面分辨率的同时等效的扩大了测量孔径,以求实现用有限的传声器获得更为全面的声场信息,提高了声场重建的精度,同时降低了声场测量要求。数值仿真结果表明了该技术的实用性与有效性。     

腔体内三维声场重构与预测的波叠加方法

研究了基于波叠加方法的腔内声全息技术,并将其应用于不规则形状腔体内的声场重构和预测.根据波叠加积分公式,腔体内部的三维声场可以由置于腔体外部的连续虚源产生的声场来等效替代,而虚源上的源强密度可以通过匹配测量点的声压获得.一旦计算出虚源上的源强密度,便可以获得整个腔体内的声场信息.这种全息技术避免了边界元方法声全息技术中的奇异积分处理,易于理解和计算机上实现.最后,通过典型的算例验证了理论分析和实现算法的正确性和有效性.     

近场声全息隔声测量技术重建参数的选取

近场声全息技术在装配式建筑及构件隔声的现场测量中具有广泛应用前景，为了降低全息测量的复杂度和提高声场重建的准确度，文中首先以点声源为例，采用数值仿真和实验验证的方法，对隔声测量精度随参数的变化规律开展了研究；然后，探讨了参数的优选范围；最后，通过实例来验证文中选取的重建参数对隔声测量的有效性。结果表明：仿真值与实验值基本一致，隔声测量精度随重建距离和采样间距的增加而逐渐降低，随全息面孔径边长的增加而逐渐升高；重建距离和采样间距的取值不宜超出最高频率对应的半波长，全息面孔径边长的取值宜为构件尺寸的1.5倍，此条件下精度提升幅度最大；通过对重建参数的优选，不仅能降低隔声测量的复杂度、提高测量效率，而且可以得到较好的隔声测量精度，提升了近场声全息隔声测量技术的工程实用性。     

基于多球域波叠加法的PNAH正则化方法的仿真研究

本文阐述了基于多球域波叠加法的局部近场声全息声场重建原理,由于基于多球域波叠加法的PNAH的声场重建是典型的反问题,测量误差的存在使得该反问题的求解具有"不适定"特性,必须进行正则化处理.在此理论的基础上,加入高斯白噪声情况下,本文运用了Tikhonov正则化和L-曲线相结合的方法进行声场重建.并通过仿真实验,证明了该方法的有效性.     

近场声全息线阵传声器“扫描”测量方法及其误差研究

研究了近场平面声全息"扫描"测量实验方法、重构中窗函数、K空间滤波器对全息重构的影响.对单个音响做了三个平行面的全息"扫描"测量,然后用中间面的测量声压来全息重构其它两个面的声压,并与实际测量值进行比较,验证了声全息"扫描"测量的可靠性与全息重构的正确性.     

声全息分析噪声场的空间频域重建算法

声全息方法是分析噪声场的一种有效手段。该文在基于空间面积分的声全息重建公式的基础上利用二维快速Fourier变换进行了快速的声场空间频域重建。在理论推导的基础上 ,进行了模拟实验和现场实验 ,两种实验均证明了空间频域重建算法的有效性。     

利用高频调制信息的轴承故障近场声全息诊断方法研究

轴承故障部分特征频率较低,利用声全息技术进行诊断时容易受到干扰,而声信号中高频部分包含了丰富的故障信息.文章利用4×4传声器阵列,对轴承故障相位耦合频段的声场进行近场声全息重建,再通过重建面体现的高频冲击信号调幅特性,对轴承内滚道故障进行识别.实验结果表明,该诊断方法有效建立了成像结果与故障类型的关联,并能实现故障定位,具有重要的实用意义.     

双面Patch近场声全息实验研究

文章将声场分离技术和Patch NAH技术结合起来,提出一种双面Patch NAH技术.该技术首先采用基于空间Fourier变换的双面声场分离技术清除全息面背向声源的干扰,再采用基于波数域外推的Patch NAH技术进行声源局部重建.由于综合了声场分离和Patch NAH的优点,所提出的双面Patch NAH技术可以用...     

转子测量面形状误差对振动测量的影响

为了有效地识别振动信号中存在的虚假信号,采用全息谱方法对具有时间延迟和相位延迟的理想测量面和典型测量面形状误差转子的振动信号进行了理论分析和试验研究.同时,分析并讨论了两种情况下测量面形状误差引起的虚假振动信号对实际振动信号的影响,总结了两种情形下的振动和全息谱特征,得到了具有测量面形状误差的转子振动信号特征.通过试验和现场数据验证结果,与理论分析结果一致,从而为现场转子测量面形状误差的诊断提供了新的识别理论和方法.     

全息干涉法和散斑法在测量物体三维位移场中的综合应用

双曝光全息干涉法对测量物体离面位移分量较敏感,双曝光散斑干涉法对测量物体面内位移分量较敏感。可以设想,全息干涉法和散斑干涉法的综合应用将是测量物体三维位移场和解决实际问题的一种行之有效的方法。 本文针对平面磨削测力仪,就这两种技术各种不同的综合方式进行了多次反复的试验,提出了不同轴型综合法。此方法对工程实际问题中三维位移分量的测试是比较方便的,测量精度也能满足工程需要。     

三维非轴对称温度场的实时全息干涉层析测试技术

介绍了激光实时全息干涉层析技术用于三维温度场测量的原理、实验装置 ,对实验中的一些技术问题进行了探讨 .通过采集多个方向上的全息干涉图投影数据 ,用代数重建技术对三维温度场进行重建 ,得到较为满意的结果 .文中还对不同算法对重建结果的影响进行了讨论 .     

TM65 m射电望远镜面形微波全息测量

微波全息法是一种用于大型天线面形测量和调整的有效手段,本文先简单介绍了微波全息法的技术发展情况,接着针对天马65 m射电望远镜,仿真了面形误差和副面偏移算法.然后给出了在最佳俯仰角53°上,65 m面板实测和调整情况,通过多次调整,65 m面形精度达到了0.28 mm,重复测量误差0.13 mm.最后在俯仰角45°–60°上采用Ka波段对天线效率进行了测量,比较分析了主动面面形调整前后的性能改善情况,在Ka波段上效率由原来的37%改善到约56%,与理论预测相符.     

基于拖曳阵的本船辐射声场重建技术研究

针对传统水下辐射噪声测量方式的不足,提出了利用船舶自带拖曳阵回转的方式,根据波叠加方法进行本船辐射声场重建.该方法首先根据分段受力分析法获得回转过程中船舶与拖曳阵空间位置关系,然后通过拖曳阵接收的自噪声进行声场重建.通过仿真分析频率、空间位置、回转半径等因素对重建精度的影响.针对拖曳回转存在盲区的问题,提出声压-振速联合重建声场,实现全方位的本船辐射声场重建.将波叠加法的计算结果与virtual.lab计算的理论值进行对比,证明了基于拖曳阵的本船辐射声场重建技术的可行性,该方法计算效率高,计算精度满足工程应用要求.     

低信噪比条件下的平面等效源近场声全息方法

为提高低信噪比条件下的近场声全息成像效果,提出一种低信噪比条件下的平面等效源近场声全息方法,其将近场声全息对声场还原度高的优点和声源定位方法抗干扰能力强的优点相结合。该方法首先结合压缩感知技术的正交匹配追踪算法,在未知声源数目情况下求出虚拟声源在平面分布,再利用传导矩阵求出近场平面声压分布。通过仿真分析金属弹性材料壳体振动的近场声辐射,将该方法与Fourier变换方法、常规边界元方法以及传统等效源方法的近场声全息效果相比较。仿真实验表明,该方法性能可靠且具有较强的抗噪能力,可作为低信噪比条件下平面近场声全息方法的一种有效补充。     

油井多相流动电磁全息测量数据处理

大多数现有数据处理方法未充分考虑传感器测量特点。为进一步提高油井多相流动电磁测量全息成像效果,针对电磁全息测量数据误差特点,抽象出其有异于理想数据的特征。采用对"突变"和"毛刺"个别压制与整体数据平滑处理相结合的策略,形成一种电磁全息测量数据处理混合算法。处理结果表明,相比以往方法,提出的混合算法能够更大限度还原测量数据实态,从而使得重建全息流动图像具有更高精度。     

不同声学边界长空间内声场传播的相干模型

由于长空间的特殊空间尺寸,基于传统室内声学理论所假设的扩散声场分布规律和混响规律在长空间不完全适用.基于几何声学的虚源法可以对长空间的声场的传播进行研究.然而,虚源法建模忽略了长空间中声线在边界多次反射产生的干涉效应.在虚源法的基础上,通过对虚源之间的相干求和,考虑了多次反射形成的无限个虚源之间的干涉效应,并且将各不相同的边界阻抗率加入到模型中,实现了一种预测矩形长空间中声场的传播的复虚源模型.实验所用长空间的墙壁分别是密度板和吸声材料,以模拟不同的阻抗边界.实验采用衰减系数逾量描述数值模拟和实际测量的结果.实验证明了所提理论模型的有效性,所提理论模型的预测结果可以较好地模拟出不同边界长空间声场的衰减趋势,反映出不同频率的声波在长空间中的传播趋势,比基于声线法的软件ODEON的结果更接近实验结果.     

基于干涉全息法测量射电望远镜主面重力变形和副面位姿

本文围绕天马65 m (TM65 m)射电望远镜主面重力变形和副面位姿展开实测研究.论文先概述了主面测量的方法,主要讨论了基于微波全息法的测量方法和天线扫描方法,然后论述了采用Very Long Baseline Interferometer (VLBI)测量65 m主面各俯仰角的重力变形,对测量误差进行了评估,进而构建了重力模型,并与仿真结果进行了比较,两者变化趋势一致.同时,推导并仿真了主焦馈源、副面位姿偏移和口径面相位的解析关系,然后基于该解析关系和VLBI测量得到的口径面相位数据,并采用最小二乘法解算得了实际TM65 m副面位姿随俯仰的变化情况,该测量结果在三维方向上与传统基于主动副面的幅度扫描法结果一致性强,该方法为测量副面位姿提供了不同于传统法的可行途径.     

基于平面靶的多气泡虚拟三维测量系统标定

基于单台高速摄像机和两组反射镜建立多气泡虚拟三维测量系统,根据立体视觉测量原理及投影变换模型,以平面靶为标定基准,通过镜头畸变校正与非线性算法优化,对系统中的左右虚拟摄像机及传感器参数进行标定,并应用于气液两相流中多气泡的实际测量.结果表明:使用平面靶标定的虚拟三维系统测量误差小于0.06,mm,可精确重建多气泡三维轨迹,实验结果具备可靠性和适用性.